工業(yè)機(jī)器人按坐標(biāo)形式的分類

       一、直角坐標(biāo)機(jī)器人

　　直角坐標(biāo)機(jī)器人具有空間上相互垂直的多個(gè)直線移動(dòng)軸，通常為3個(gè)軸，通過直角坐標(biāo)方向的3個(gè)獨(dú)立自由度確定其手部的空間位置，其動(dòng)作空間為一長方體。

優(yōu)缺點(diǎn)：直角坐標(biāo)機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡單、剛性好，但缺點(diǎn)是在機(jī)器人動(dòng)作范圍內(nèi)，必須有沿軸線前后方向的移動(dòng)空間，空間利用率較低。

　　二、柱面坐標(biāo)系機(jī)器人

　　柱面坐標(biāo)機(jī)器人主要由旋轉(zhuǎn)基座、垂直移動(dòng)和水平移動(dòng)軸構(gòu)成，R、θ和Z為坐標(biāo)系的三個(gè)坐標(biāo)，具有一個(gè)回轉(zhuǎn)和兩個(gè)平移自由度，其動(dòng)作空間呈圓柱形。其中R表示手臂的徑向長度，θ表示手臂的角位置，Z表示垂直方向上手臂的位置。

優(yōu)缺點(diǎn)：柱面坐標(biāo)機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡單，定位精度高，空間軌跡易于求解；動(dòng)作范圍相對較小，設(shè)備的空間因數(shù)較低。

　　三、球面坐標(biāo)機(jī)器人

　　球面坐標(biāo)機(jī)器人又稱為極坐標(biāo)型機(jī)器人，結(jié)構(gòu)如圖所示，R、θ和β為坐標(biāo)系的三個(gè)坐標(biāo)，具有平移、旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)三個(gè)自由度，動(dòng)作空間形成球面的一部分。其機(jī)械手能夠作前后伸縮移動(dòng)、在垂直平面上擺動(dòng)以及繞底座在水平上轉(zhuǎn)動(dòng)。其中R表示手臂的徑向長度，θ表示繞手臂支承底座垂直軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角，β表示手臂在鉛錘面內(nèi)的擺動(dòng)角。

優(yōu)缺點(diǎn)：球面坐標(biāo)機(jī)器人結(jié)構(gòu)緊湊，所占空間體積小于直角坐標(biāo)和柱面坐標(biāo)機(jī)器人。

　　四、多關(guān)節(jié)型機(jī)器人

　　多關(guān)節(jié)型機(jī)器人由多個(gè)旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)機(jī) 構(gòu)組合而成。這類機(jī)器人結(jié)構(gòu)緊湊工作空間大、動(dòng)作更接近人的動(dòng)作，對涂裝、裝配、焊接等多種作業(yè)都有良好的適應(yīng)性，應(yīng)用范圍越來越廣。其擺動(dòng)方向主要有鉛錘方向和水平方向兩種，因此這類機(jī)器人又可分為垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人和水平多關(guān)節(jié)機(jī)器人。

　　1、垂直多關(guān)節(jié)型機(jī)器人

　　垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人它模擬了人類的手臂功能，是以其各相鄰運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的相對角位移作為坐標(biāo)系的。θ、α和φ為坐標(biāo)的三個(gè)坐標(biāo)，這種機(jī)器人的動(dòng)作空間近似一個(gè)球體，所能到達(dá)區(qū)域的行傳取決于兩個(gè)臂的長度比例，因此也稱為多關(guān)節(jié)球面機(jī)器人。其中θ表示繞底座鉛錘軸的轉(zhuǎn)角，φ表示過底座的水平線與初始臂之間的夾角，α表示第二臂相對于初始臂的轉(zhuǎn)角。

　　優(yōu)缺點(diǎn)：垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)是可以自由地實(shí)現(xiàn)三維空間地各種姿勢，可以生成各種復(fù)雜形狀地軌跡，且動(dòng)作范圍很寬；缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)剛度較低，動(dòng)作的位置精度較低。

　　2、水平多關(guān)節(jié)型機(jī)器人

　　水平多關(guān)節(jié)機(jī)器人在結(jié)構(gòu)上具有串聯(lián)配置的兩個(gè)能夠在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的手臂，其自由度可以根據(jù)用途選擇2到4個(gè)，ω1、ω2、ω3是繞著各軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，Z是在垂直方向做上下移動(dòng)，其動(dòng)作空間為一圓柱體。

優(yōu)缺點(diǎn)：水平多關(guān)節(jié)機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)是在垂直方向上的剛性好，能方便地實(shí)現(xiàn)維平面上的動(dòng)作，在裝配作業(yè)中得到普遍應(yīng)用。

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