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所謂，工業(yè)機器人是面向工業(yè)領域的多關節(jié)機械手或多自由度的機器裝置，它能自動執(zhí)行工作，是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。它可以接受人類指揮，也可以按照預先編排的程序運行，現代的工業(yè)機器人還可以根據人工智能技術制定的原則綱領行動。 工業(yè)機器人由主體、驅動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個基本部分組成。主體即機座和執(zhí)行機構，包括臂部、腕部和手部，有的機器人還有行走機構。大多數工業(yè)機器人有3～6個運動自由度，其中腕部通常有1～3個運動自由度；驅動系統(tǒng)包括動力裝置和傳動機構，用以使執(zhí)行機構產生相應的動作；控制系統(tǒng)是按照輸入的程序對驅動系統(tǒng)和執(zhí)行機構發(fā)出指令信號，并進行控制。 工業(yè)機器人按臂部的運動形式分為四種： 1.直角坐標型的臂部可沿三個直角坐標移動； 2.圓柱坐標型的臂部可作升降、回轉和伸縮動作； 3.球坐標型的臂部能回轉、俯仰和伸縮； 4.關節(jié)型的臂部有多個轉動關節(jié)。 對于這些大家熟知的工業(yè)機器人機哥就不再啰嗦，今天我們來細分一下工業(yè)機器人的四大類，看看你最熟悉的是哪一種？ 多軸機器人 多軸機器人又稱單軸機械手，工業(yè)機械臂，電缸等，是以XYZ直角坐標系統(tǒng)為基本數學模型，以伺服電機、步進電機為驅動的單軸機械臂為基本工作單元，以滾珠絲桿、同步皮帶、齒輪齒條為常用的傳動方式所架構起來的機器人系統(tǒng)，可以完成在XYZ三維坐標系中任意一點的到達和遵循可控的運動軌跡。 多軸機器人采用運動控制系統(tǒng)實現對其的驅動及編程控制，直線、曲線等運動軌跡的生成為多點插補方式，操作及編程方式為引導示教編程方式或坐標定位方式。 SCARA機器人 SCARA機器人是一種圓柱坐標型的特殊類型的工業(yè)機器人。SCARA機器人有3個旋轉關節(jié)，其軸線相互平行，在平面內進行定位和定向。另一個關節(jié)是移動關節(jié)，用于完成末端件在垂直于平面的運動。手腕參考點的位置是由兩旋轉關節(jié)的角位移φ1和φ2，及移動關節(jié)的位移z決定的，即p=f(φ1,φ2,z)，如圖所示。這類機器人的結構輕便、響應快，例如Adept 1型SCARA機器人運動速度可達10m/s，比一般關節(jié)式機器人快數倍。它最適用于平面定位，垂直方向進行裝配的作業(yè)。 XY方向坐標（前后左右） Z方向坐標（上下） 坐標機器人 坐標機器人是能夠實現自動控制的、可重復編程的、多自由度的、運動自由度建成空間直角關系的、多用途的操作機。其工作的行為方式主要是通過完成沿著X、Y、Z軸上的線性運動。坐標機器人采用運動控制系統(tǒng)實現對其的驅動及編程控制，直線、曲線等運動軌跡的生成為多點插補方式，操作及編程方式為引導示教編程方式或坐標定位方式。 作為一種成本低廉、系統(tǒng)結構簡單的自動化機器人系統(tǒng)解決方案，坐標機器可以被應用于點膠、滴塑、噴涂、碼垛、分揀、包裝、焊接、金屬加工、搬運、上下料、裝配、印刷等常見的工業(yè)生產領域，在替代人工，提高生產效率，穩(wěn)定產品質量等方面都具備顯著的應用價值。 串聯(lián)和并聯(lián)機器人 串聯(lián)機器人其串聯(lián)式結構是一個開放的運動鏈，其所有運動桿并沒有形成一個封閉的結構鏈。串聯(lián)機器人的工作空間大，運動分析比較容易可以避免驅動軸之間的耦合效應。但其機構各軸必須要獨立控制，并且需要搭配編碼器和傳感器來提高機構運動時的精準度。 而并聯(lián)機器人和傳統(tǒng)工業(yè)用串聯(lián)機器人在應用上構成互補關系，它是一個封閉的運動鏈。并聯(lián)機器人不易產生動態(tài)誤差，無誤差積累精度較高。另外其結構緊湊穩(wěn)定，輸出軸大部分承受軸向力，機器剛性高，承載能力大。但是，并聯(lián)機器人在位置求解上正解比較困難，而反解容易。 2自由度并聯(lián)機器人 3自由度并聯(lián)機器人 3自由度并聯(lián)機構種類較多，形式較復雜，一般有以下形式： 1.平面3自由度并聯(lián)機構，如3-RRR機構，它們具有2個移動和一個轉動； 2.球面3自由度并聯(lián)機構，如3-UPS-1-S球面機構，該類機構的運動學正反解都很簡單，是一種應用很廣泛的3維移動空間機構； 3.空間3自由度并聯(lián)機構，如Delta并聯(lián)機器人，這類機構屬于欠秩機構，在工作空間內不同的點其運動形式不同是其最顯著的特點。 4.還有一類是增加輔助桿件和運動副的空間機構。 4自由度并聯(lián)機器人 6自由度并聯(lián)機器人 6自由度并聯(lián)機構是并聯(lián)機器人機構中的一大類，是國內外學者研究得最多的并聯(lián)機構，廣泛應用在飛行模擬器、6維力與力矩傳感器和并聯(lián)機床等領域。但這類機構有很多關鍵性技術沒有或沒有完全得到解決，比如其運動學正解、動力學模型的建立以及并聯(lián)機床的精度標定等。 來源：工業(yè)機器人前沿 |
