常用運(yùn)動(dòng)學(xué)構(gòu)形

1、笛卡爾操作臂

優(yōu)點(diǎn)：很容易通過計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)，容易達(dá)到高精度。

缺點(diǎn)：妨礙工作，且占地面積大，運(yùn)動(dòng)速度低，密封性不好。

• 焊接、搬運(yùn)、上下料、包裝、碼垛、拆垛、檢測(cè)、探傷、分類、裝配、貼標(biāo)、噴碼、打碼、（軟仿型）噴涂、目標(biāo)跟隨、排爆等一系列工作。

• 特別適用于多品種，便批量的柔性化作業(yè)，對(duì)于穩(wěn)定，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代有著十分重要的作用。

2、鉸鏈型操作臂（關(guān)節(jié)型）

關(guān)節(jié)機(jī)器人的關(guān)節(jié)全都是旋轉(zhuǎn)的，類似于人的手臂,工業(yè)機(jī)器人中最常見的結(jié)構(gòu)。它的工作范圍較為復(fù)雜。

• 汽車零配件、模具、鈑金件、塑料制品、運(yùn)動(dòng)器材、玻璃制品、陶瓷、航空等的快速檢測(cè)及產(chǎn)品開發(fā)。

• 車身裝配、通用機(jī)械裝配等制造質(zhì)量控制等的三坐標(biāo)測(cè)量及誤差檢測(cè)。

• 古董、藝術(shù)品、雕塑、卡通人物造型、人像制品等的快速原型制作。

• 汽車整車現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和檢測(cè)。

• 人體形狀測(cè)量、骨骼等醫(yī)療器材制作、人體外形制作、醫(yī)學(xué)整容等。

3、SCARA操作臂

SCARA機(jī)器人常用于裝配作業(yè)，最顯著的特點(diǎn)是它們?cè)趚-y平面上的運(yùn)動(dòng)具有較大的柔性，而沿z軸具有很強(qiáng)的剛性，所以，它具有選擇性的柔性。這種機(jī)器人在裝配作業(yè)中獲得了較好的應(yīng)用。

• 大量用于裝配印刷電路板和電子零部件。

• 搬動(dòng)和取放物件，如集成電路板等。

• 廣泛應(yīng)用于塑料工業(yè)、汽車工業(yè)、電子產(chǎn)品工業(yè)、藥品工業(yè)和食品工業(yè)等領(lǐng)域。

• 搬取零件和裝配工作。

4、球面坐標(biāo)型操作臂

球面坐標(biāo)型操作臂中心支架附近的工作范圍大，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置容易密封，覆蓋工作空間較大。但該坐標(biāo)復(fù)雜，難于控制，且直線驅(qū)動(dòng)裝置存在密封的問題。

5、圓柱面坐標(biāo)型操作臂

優(yōu)點(diǎn)：且計(jì)算簡(jiǎn)單；直線部分可采用液壓驅(qū)動(dòng)，可輸出較大的動(dòng)力；能夠伸入型腔式機(jī)器內(nèi)部。

缺點(diǎn)：它的手臂可以到達(dá)的空間受到限制，不能到達(dá)近立柱或近地面的空間；

直線驅(qū)動(dòng)部分難以密封、防塵；后臂工作時(shí)，手臂后端會(huì)碰到工作范圍內(nèi)的其它物體。

6、冗余機(jī)構(gòu)

通常空間定位需要6個(gè)自由度，利用附加的關(guān)節(jié)可以幫助機(jī)構(gòu)避開奇異位形。下圖為7自由度操作臂位形。

7、閉鏈機(jī)構(gòu)

閉鏈機(jī)構(gòu)可以提高機(jī)構(gòu)剛度，但會(huì)減小關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍，工作空間有一定減小。

• 運(yùn)動(dòng)模擬器；

• 并聯(lián)機(jī)床；

• 微操作機(jī)器人；

• 力傳感器；

• 生物醫(yī)學(xué)工程中的細(xì)胞操作機(jī)器人、可實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的注射和分割；

• 微外科手術(shù)機(jī)器人；

• 大型射電天文望遠(yuǎn)鏡的姿態(tài)調(diào)整裝置；

• 混聯(lián)裝備等，如SMT公司的Tricept混聯(lián)機(jī)械手模塊是基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)單元的模塊化設(shè)計(jì)的成功典范。

機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)

機(jī)器人的技術(shù)參數(shù)反映了機(jī)器人可勝任的工作、具有的最高操作性能等情況，是設(shè)計(jì)、應(yīng)用機(jī)器人必須考慮的問題。機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)有自由度、分辨率、工作空間、工作速度、工作載荷等。

1、自由度

機(jī)器人具有的獨(dú)立坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的數(shù)目。機(jī)器人的自由度是指確定機(jī)器人手部在空間的位置和姿態(tài)時(shí)所需要的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)參數(shù)的數(shù)目。手指的開、合，以及手指關(guān)節(jié)的自由度一般不包括在內(nèi)。機(jī)器人的自由度數(shù)一般等于關(guān)節(jié)數(shù)目。機(jī)器人常用的自由度數(shù)一般不超過5～6個(gè)。

2、關(guān)節(jié)

即運(yùn)動(dòng)副，允許機(jī)器人手臂各零件之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。

3、工作空間

機(jī)器人手臂或手部安裝點(diǎn)所能達(dá)到的所有空間區(qū)域。其形狀取決于機(jī)器人的自由度數(shù)和各運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)的類型與配置。機(jī)器人的工作空間通常用圖解法和解析法兩種方法進(jìn)行表示。

4、工作速度

機(jī)器人在工作載荷條件下、勻速運(yùn)動(dòng)過程中，機(jī)械接口中心或工具中心點(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)所移動(dòng)的距離或轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。

5、工作載荷 

指機(jī)器人在工作范圍內(nèi)任何位置上所能承受的最大負(fù)載，一般用質(zhì)量、力矩、慣性矩表示。 還和運(yùn)行速度和加速度大小方向有關(guān)，一般規(guī)定高速運(yùn)行時(shí)所能抓取的工件重量作為承載能力指標(biāo)。

6、分辨率 

能夠?qū)崿F(xiàn)的最小移動(dòng)距離或最小轉(zhuǎn)動(dòng)角度。

7、精度 

重復(fù)性或重復(fù)定位精度：指機(jī)器人重復(fù)到達(dá)某一目標(biāo)位置的差異程度?；蛟谙嗤奈恢弥噶钕?，機(jī)器人連 續(xù)重復(fù)若干次其位置的分散情況。它是衡量一列誤差值的密集程度，即重復(fù)度。

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