機(jī)器人的組成結(jié)構(gòu)

2、機(jī)器人的組成結(jié)構(gòu)

一、機(jī)器人系統(tǒng)的組成如圖所示，機(jī)器人由機(jī)械部分、傳感部分、控制部分三大部分組成·這三大部分可分成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、感受系統(tǒng)、機(jī)器人一環(huán)境交互系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)、控制系統(tǒng)六個(gè)子系統(tǒng)．

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)要使機(jī)器人運(yùn)行起來，需給各個(gè)關(guān)節(jié)即每個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度安置傳動(dòng)裝置，這就是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)．感受系統(tǒng)它由內(nèi)部傳感器模塊和外部傳感器模塊組成,獲取內(nèi)部和外部環(huán)境狀態(tài)中有意義的信息．智能傳感器的使用提高了機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性、適應(yīng)性和智能化的水準(zhǔn)．人類的感受系統(tǒng)對(duì)感知外部世界信息是極其靈巧的，然而，對(duì)于一些特殊的信息，傳感器比人類的感受系統(tǒng)更有效．機(jī)器人一環(huán)境交互系統(tǒng)

機(jī)器人一環(huán)境交互系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與外部環(huán)境中的設(shè)備相互聯(lián)系和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)．機(jī)器人與外部設(shè)備集成為一個(gè)功能單元，如加工制造單元、焊接單元、裝配單元等

人一機(jī)交互系統(tǒng)

人一機(jī)交互系統(tǒng)是人與機(jī)器人進(jìn)行聯(lián)系和參與機(jī)器人控制的裝置：指令給定裝置和信息顯示裝置．控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)機(jī)器人的作業(yè)指令程序以及從傳感器反饋回來的信號(hào)，支配機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)去完成規(guī)定的運(yùn)動(dòng)和功能．如果機(jī)器人不具備信息反饋特征，則為開環(huán)控制系統(tǒng)；具備信息反饋特征，則為閉環(huán)控制系統(tǒng)．根據(jù)控制原理可分為程序控制系統(tǒng)，適應(yīng)性控制系統(tǒng)和人工智能控制系統(tǒng)．根據(jù)控制運(yùn)動(dòng)的形式可分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制

操作機(jī)器人本體的結(jié)構(gòu)形式機(jī)器人本體執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置控制系統(tǒng)感知系統(tǒng)手部（操作器）腕部臂部腰部電驅(qū)動(dòng)裝置液壓驅(qū)動(dòng)裝置氣壓驅(qū)動(dòng)裝置處理器關(guān)節(jié)伺服控制器內(nèi)部傳感器外部傳感器

基座（固定或移動(dòng)）傳動(dòng)裝置6手部腕部小臂（上臂）大臂（下臂）腰部

基座控制柜示教盒相關(guān)術(shù)語及性能指標(biāo)關(guān)節(jié)（Joint）：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)。連桿（Link）：機(jī)器人手臂上被相鄰兩關(guān)節(jié)分開的部分。自由度（Degreeoffreedom）：或者稱坐標(biāo)軸數(shù)，是指描述物體運(yùn)動(dòng)所需要的獨(dú)立坐標(biāo)數(shù)。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)。剛度（Stiffness）：機(jī)身或臂部在外力作用下抵抗變形的能力。它是用外力和在外力作用方向上的變形量（位移）之比來度量。定位精度（Positioningaccuracy）：指機(jī)器人末端參考點(diǎn)實(shí)際到達(dá)的位置與所需要到達(dá)的理想位置之間的差距。重復(fù)性（Repeatability）或重復(fù)精度：在相同的位置指令下，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。oo工作空間（Workingspace）：機(jī)器人手腕參考點(diǎn)或末端操作器安裝點(diǎn)（不包括末端操作器）所能到達(dá)的所有空間區(qū)域，一般不包括末端操作器本身所能到達(dá)的區(qū)域。二、工業(yè)機(jī)器器人的機(jī)械結(jié)結(jié)構(gòu)工業(yè)機(jī)器人的的機(jī)械本體類類似于具備上上肢機(jī)能的機(jī)機(jī)械手，由由手部、腕部部、臂、機(jī)身身(有的包括括行走機(jī)構(gòu))組成。2.1機(jī)械手手的操作動(dòng)作作機(jī)械手的動(dòng)作作形態(tài)是由三三種不同的單單動(dòng)作——旋旋轉(zhuǎn)、回轉(zhuǎn)、、伸縮組合而而成的。旋轉(zhuǎn)和回轉(zhuǎn)是是指運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)是轉(zhuǎn)動(dòng)部部件的軸線和和轉(zhuǎn)動(dòng)軸同軸軸；回轉(zhuǎn)是轉(zhuǎn)動(dòng)部部件的軸線與與轉(zhuǎn)動(dòng)軸不同同軸。伸縮是指運(yùn)動(dòng)動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生直直線運(yùn)動(dòng)。2.2機(jī)械手手的坐標(biāo)形式式和自由度（1）根據(jù)單單元?jiǎng)幼鹘M合合方式的不同同，機(jī)械手的的動(dòng)作形態(tài)一一般歸納為以以下四種坐標(biāo)標(biāo)類型：①直直角坐標(biāo)型(圖7．2——2)；②圓圓柱坐標(biāo)型(圖7．2——3)；③極極坐標(biāo)型(圖圖7．2—4)；④多關(guān)關(guān)節(jié)型(圖7．2—5)。直角坐標(biāo)型機(jī)機(jī)械手可以在三個(gè)互互相垂直的方方向上作直線線伸縮運(yùn)動(dòng)，，這類機(jī)械手手各個(gè)方向的的運(yùn)動(dòng)是獨(dú)立立的，計(jì)算和和控制比較方方便，但占地地面積大，限限于特定的應(yīng)應(yīng)用場(chǎng)合圓柱坐標(biāo)型機(jī)機(jī)械手有一個(gè)圍繞基基座軸的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和兩個(gè)個(gè)在相互垂直直方向上的直直線伸縮運(yùn)動(dòng)動(dòng)。它適用于于采用油壓(或氣壓)驅(qū)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，在在操作對(duì)象位位于機(jī)器人四四周的情況下下，操作最為為方便。極坐標(biāo)型機(jī)械械手的動(dòng)作形態(tài)包包括圍繞基座座軸的旋轉(zhuǎn)，，一個(gè)回轉(zhuǎn)和和一個(gè)直線伸伸縮運(yùn)動(dòng)，其其特點(diǎn)類似于于圓柱型機(jī)械械手。多關(guān)節(jié)型機(jī)械械手最接近于人臂臂的構(gòu)造。它它主要由多個(gè)個(gè)回轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)所組成成，一般都采采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)動(dòng)機(jī)構(gòu)。運(yùn)用用不同的關(guān)節(jié)節(jié)連接方式，，可以完成各各種復(fù)雜的操操作。由于具具有占地面積積小，動(dòng)作范范圍大，空間間移動(dòng)速度快快而靈活等特特點(diǎn)，多關(guān)節(jié)節(jié)型機(jī)械手在在各種智能機(jī)機(jī)器人中被廣廣為采用。SCARA機(jī)器人關(guān)關(guān)節(jié)式式機(jī)器人2.3.機(jī)身、臂部和和手部機(jī)構(gòu)機(jī)身是直接聯(lián)聯(lián)接、支承和和傳動(dòng)手臂及及行走機(jī)構(gòu)的的部件。它是是由臂部運(yùn)動(dòng)動(dòng)(升降、平移、、回轉(zhuǎn)和俯仰仰)機(jī)構(gòu)及有關(guān)的的導(dǎo)向裝置、、支撐件等組組成。由于機(jī)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)動(dòng)型式、使用用條件、負(fù)載載能力各不相相同，所采用用的驅(qū)動(dòng)裝置置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)、導(dǎo)向裝置置也不同，致致使機(jī)身結(jié)構(gòu)構(gòu)有很大差異異。一般情況下，，實(shí)現(xiàn)臂部的的升降、回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)或或俯仰等等運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)動(dòng)裝置或傳動(dòng)動(dòng)件都安裝在在機(jī)身上。臂臂部的運(yùn)動(dòng)愈愈多，機(jī)身的的結(jié)構(gòu)和受力力愈復(fù)雜。機(jī)機(jī)身既可以是是固定式的，，也可以是行行走式的，即即在它的下部部裝有能行走走的機(jī)構(gòu)，可可沿地面或架架空軌道運(yùn)行行。１．機(jī)身結(jié)構(gòu)構(gòu)常用的機(jī)身結(jié)結(jié)構(gòu)：１）升降回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)型機(jī)身結(jié)構(gòu)構(gòu)２）俯仰型機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)３）直移型機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)４）類人機(jī)器器人機(jī)身結(jié)構(gòu)構(gòu)２．臂部結(jié)構(gòu)構(gòu)手臂部件(簡稱臂部)是機(jī)器人的主主要執(zhí)行部件件，它的作用用是支撐腕部部和手部，并并帶動(dòng)它們?cè)谠诳臻g運(yùn)動(dòng)。。機(jī)器人的臂臂部主要包括括臂桿以及與與其伸縮、屈屈伸或自轉(zhuǎn)等等運(yùn)動(dòng)有關(guān)的的構(gòu)件，如傳傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)驅(qū)動(dòng)裝置、導(dǎo)導(dǎo)向定位裝置置、支撐聯(lián)接接和位置檢測(cè)測(cè)元件等。此此外，還有與與腕部或手臂臂的運(yùn)動(dòng)和聯(lián)聯(lián)接支撐等有有關(guān)的構(gòu)件、、配管配線等等。根據(jù)臂部的運(yùn)運(yùn)動(dòng)和布局、、驅(qū)動(dòng)方式、、傳動(dòng)和導(dǎo)向向裝置的不同同可分為：１）伸縮型臂臂部結(jié)構(gòu)２）轉(zhuǎn)動(dòng)伸縮縮型臂部結(jié)構(gòu)構(gòu)３）驅(qū)伸型臂臂部結(jié)構(gòu)４）其他專用用的機(jī)械傳動(dòng)動(dòng)臂部結(jié)構(gòu)３．機(jī)身和臂臂部的配置形形式機(jī)身和臂部部的配置形形式基本上上反映了機(jī)機(jī)器人的總總體布局。。由于機(jī)器器人的運(yùn)動(dòng)動(dòng)要求、工工作對(duì)象、、作業(yè)環(huán)境境和場(chǎng)地等等因素的不不同，出現(xiàn)現(xiàn)了各種不不同的配置置形式。目目前常用的的有如下幾幾種形式：：（１）橫梁梁式（２）立柱柱式（３）機(jī)座座式（４）驅(qū)伸伸式橫梁式：機(jī)身設(shè)計(jì)成成橫梁式，，用于懸掛掛手臂部件件，這類機(jī)機(jī)器人的運(yùn)運(yùn)動(dòng)形式大大多為移動(dòng)動(dòng)式。它具具有占地面面積小，能能有效利用用空間，直直觀等優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)。橫梁可可設(shè)計(jì)成固固定的或行行走的，一一般橫梁安安裝在廠房房原有建筑筑的柱梁或或有關(guān)設(shè)備備上，也可可從地面架架設(shè)。立柱式：立柱式機(jī)器器人多采用用回轉(zhuǎn)型、、俯仰型或或屈伸型的的運(yùn)動(dòng)型式式，是一種種常見的配配置形式。。一般臂部部都可在水水平面內(nèi)回回轉(zhuǎn)，具有有占地面積積小而工作作范圍大的的特點(diǎn)。立立柱可固定定安裝在空空地上，也也可以固定定在床身上上。立主式式結(jié)構(gòu)簡單單，服務(wù)于于某種主機(jī)機(jī)，承擔(dān)上上、下料或或轉(zhuǎn)運(yùn)等工工作。機(jī)座式：機(jī)身設(shè)計(jì)成成機(jī)座式，，這種機(jī)器器人可以是是獨(dú)立的、、自成系統(tǒng)統(tǒng)的完整裝裝置，可以以隨意安放放和搬動(dòng)。。也可以具具有行走機(jī)機(jī)構(gòu)，如沿沿地面上的的專用軌道道移動(dòng)，以以擴(kuò)大其活活動(dòng)范圍。。各種運(yùn)動(dòng)動(dòng)形式均可可設(shè)計(jì)成機(jī)機(jī)座式。屈伸式：屈伸式機(jī)器器人的臂部部由大小臂臂組成，大大小臂間有有相對(duì)運(yùn)動(dòng)動(dòng)，稱為屈屈伸臂。屈屈伸臂與機(jī)機(jī)身間的配配置形式關(guān)關(guān)系到機(jī)器器人的運(yùn)動(dòng)動(dòng)軌跡，可可以實(shí)現(xiàn)平平面運(yùn)動(dòng)，，也可以作作空間運(yùn)動(dòng)動(dòng)。（圖見下頁）4、手腕結(jié)構(gòu)構(gòu)手腕是聯(lián)接手臂臂和手部的的結(jié)構(gòu)部件件，它的主主要作用是是確定手部部的作業(yè)方方向。因此此它具有獨(dú)獨(dú)立的自由由度，以滿滿足機(jī)器人人手部完成成復(fù)雜的姿姿態(tài)。要確定手部部的作業(yè)方方向，一般般需要三個(gè)個(gè)自由度，，這三個(gè)回回轉(zhuǎn)方向?yàn)闉椋海保┍坜D(zhuǎn)繞繞小臂軸軸線方向的的旋轉(zhuǎn)。２）手轉(zhuǎn)使使手部繞繞自身的軸軸線方向旋旋轉(zhuǎn)。３）腕擺使使手部相相對(duì)于臂進(jìn)進(jìn)行擺動(dòng)。。手腕結(jié)構(gòu)多多為上述三三個(gè)回轉(zhuǎn)方方式的組合合，組合的的方式可以以有多種形形式如下圖圖所示：腕部結(jié)構(gòu)的的設(shè)計(jì)要滿滿足傳動(dòng)靈靈活、結(jié)構(gòu)構(gòu)緊湊輕巧巧、避免干干涉。機(jī)器器人多數(shù)將將腕部結(jié)構(gòu)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)部部分安排在在小臂上。。首先設(shè)法法使幾個(gè)電電動(dòng)機(jī)的運(yùn)運(yùn)動(dòng)傳遞到到同軸旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的心軸和和多層套筒筒上去。運(yùn)運(yùn)動(dòng)傳入腕腕部后再分分別實(shí)現(xiàn)各各個(gè)動(dòng)作。。柔順手腕在用機(jī)器人人進(jìn)行精密密裝配作業(yè)業(yè)中，當(dāng)被被裝配零件件的不一致致、工件的的定位夾具具、機(jī)器人人的定位精精度不能滿滿足裝配要要求時(shí)，會(huì)會(huì)導(dǎo)致裝配配困難。這這就提出了了柔順性要要求。柔順裝配技技術(shù)有兩種種：一種是是從檢測(cè)、、控制的角角度，采取取各種不同同的搜索方方法，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)邊校正邊邊裝配。一種是從機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的的角度在手手腕部配置置一個(gè)柔順順環(huán)節(jié)，以以滿足柔順順裝配的要要求。5、手部機(jī)構(gòu)構(gòu)機(jī)器人的手手部是是最最重要的執(zhí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。。機(jī)器人手部部是機(jī)器人人為了進(jìn)行行作業(yè)，在在手腕上配配置的操作作機(jī)構(gòu)。因因此有時(shí)也也稱為末端端操作器。。由于機(jī)器人人作業(yè)內(nèi)容容的差異（（如搬運(yùn)、、裝配、焊焊接、噴涂涂等）和作作業(yè)對(duì)象的的不同（如如軸類、板板類、箱類類、包類物物體等），，手部部的形式多多樣。綜合合考考慮慮手手部部的的用用途途、、功功能能和和結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)持持點(diǎn)點(diǎn)，，大大致致可可分分成成以以下下幾幾類類：：1．卡卡爪爪式式夾夾持持器器；；2．吸吸附附式式取取料料手手；；3．專專用用操操作作器器及及換換接接器器4．仿仿生生多多指指靈靈巧巧手手。。34卡爪爪式式夾夾持持器器通常常有有兩兩個(gè)個(gè)夾夾爪爪，，分分為為回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)型型和和平平移移型型兩兩種種類類型型。。卡爪爪式式夾夾持持器器幾種種彈彈力力抓抓手手1）彈彈力力夾夾持持器器352）回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)型型夾夾持持器器開合合占占用用空空間間較小小夾持持中中心心變變化化363）平平移移型型夾夾持持器器開合合占占用用空空間較較大大夾持持中中心心保保持不不變變1.滑槽槽杠杠桿桿式式手手部部2.齒輪齒條式手部3.滑塊杠桿式手部4.斜楔杠桿式5.移動(dòng)型連桿式手部6.齒輪齒條式手部7.內(nèi)漲斜塊式手部8.連桿杠桿式手部手指指類類型型：：41吸式式取取料料手手是是目目前前應(yīng)應(yīng)用用較較多多的的一一種種執(zhí)執(zhí)行行器器，，特特別別是是用用于于搬搬運(yùn)運(yùn)機(jī)機(jī)器器人人。。該該類類執(zhí)執(zhí)行行器器可可分分氣氣吸吸和和磁磁吸吸兩兩類類。。吸附附式式取取料料手手氣吸吸附附取取料料手手是是利利用用吸吸盤盤內(nèi)內(nèi)氣氣壓壓與與大大氣氣壓壓之之間間的的壓壓力力差差而而工作的的。。具具有有結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)簡簡單單，，重重量量輕輕，，吸吸附附力力分分布布均均勻勻等等優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)。。按形形成成壓壓力力的的方方法法，，可可分分成成真真空空氣氣吸吸、、氣氣流流負(fù)負(fù)壓壓氣氣吸吸、、擠擠壓壓排排氣氣負(fù)負(fù)壓壓氣氣吸吸式式兒兒種種。。1）氣氣吸吸附附取取料料手手氣流流負(fù)負(fù)壓壓氣氣吸吸盤盤擠壓壓排排氣氣吸吸盤盤真空空氣氣吸吸盤盤422）磁磁吸吸附附取取料料手手43專用用操操作作器器及及換換接接器器44人手手是是最最靈靈巧巧的的夾夾持持器器，，如如果果模模擬擬人人手手結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，就就能能制制造造出出結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)最最優(yōu)優(yōu)的的夾夾持持器器。。但但由由于于人人手手自自由由度度較較多多（（20個(gè)）），，驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)和和控控制制都都十十分分復(fù)復(fù)雜雜，，迄迄今今為為止止，，只只是是制制造造出出了了一一些些原原理理樣樣機(jī)機(jī)，，離離工工業(yè)業(yè)應(yīng)應(yīng)用用還還有有一一定定的的差差距距。。仿生生多多指指靈靈巧巧手手UTACH／MIT多指指手三指指手雙拇拇指指手45最小小的的三三指指手BH——II三指指手手四指指靈靈巧巧手靈巧巧的的雙雙手DLR多指指手手哈工工大大多多指指手手46手指關(guān)節(jié)節(jié)的設(shè)計(jì)計(jì)手指主要要用于抓抓握動(dòng)作作，要求求動(dòng)作靈靈活，剛剛度好，，具有較較大的抓抓握力。。就其手手的結(jié)構(gòu)構(gòu)而言，，傳動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)有三三種方式式：1)腱傳動(dòng)，，特點(diǎn)是是結(jié)構(gòu)簡簡單，節(jié)節(jié)省空間間，具有有很高的的抗拉強(qiáng)強(qiáng)度和很很輕的重重量，但但剛性差差，較大大的彈性性，不利利于控制制。MIT手、JPL手和DLR-I手都是這這種方式式。2)齒輪傳動(dòng)動(dòng)，特點(diǎn)點(diǎn)是傳動(dòng)動(dòng)比可靠靠，但是是摩擦較較大，有有回程間間隙，占占用空間間大。3)連桿傳動(dòng)動(dòng)，剛度度好，加加工制造造比較簡簡單，高高精度，，能較好好的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)多種運(yùn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律律和運(yùn)動(dòng)動(dòng)軌跡的的要求。。但是設(shè)設(shè)計(jì)復(fù)雜雜，不能能精確地地滿足各各種運(yùn)動(dòng)動(dòng)規(guī)律的的要求。。典型的的如Belgrade手，NASA手等。4）欠驅(qū)動(dòng)動(dòng)手指關(guān)關(guān)節(jié)1）車輪型型5、移動(dòng)機(jī)機(jī)器人兩輪型三輪型四輪型2）履履帶式救援機(jī)器人3）步行行式（足式行行走）履帶式行行走機(jī)構(gòu)構(gòu)雖然可在在高低不不平的地地面上運(yùn)運(yùn)動(dòng)，但但它的適適應(yīng)性不不夠，行行走時(shí)候候晃動(dòng)太太大，在在軟地面面上行駛駛運(yùn)動(dòng)效效率低。。根據(jù)調(diào)調(diào)查，在在地球上上近一半半的地面面不適合合于傳統(tǒng)統(tǒng)的輪式式或履帶帶式車輛輛行走。。但是一一般多足足動(dòng)物卻卻能在這這些地方方行動(dòng)自自如，顯顯然足式式與輪式式和履帶帶式行走走方式相相比具有有獨(dú)特的的優(yōu)勢(shì)。。足式行走對(duì)崎嶇路面面具有很好好的適應(yīng)能能力一，足足式運(yùn)動(dòng)方方式的立足足點(diǎn)是離散散的點(diǎn)，可可以在可能能到達(dá)的地地面上選擇擇最優(yōu)的支支撐點(diǎn)，而而輪式和履履帶行走工工具必須面面臨最壞的的地形上的的幾乎所有有點(diǎn)；足式式運(yùn)動(dòng)方式式還具有主主動(dòng)隔振能能力，盡管管地面高低低不平，機(jī)機(jī)身的運(yùn)動(dòng)動(dòng)仍然可以以相當(dāng)平穩(wěn)穩(wěn)；足式行行走在不平平地面和松松軟地面上上的運(yùn)動(dòng)速速度較高，，能耗較少少。（１）足的的數(shù)目現(xiàn)有的步行行機(jī)器人的的足數(shù)分別別為單足、、雙足、三三足、四足足、六足、、八足甚至至更多。足足的數(shù)目多多，適合于于重載和慢慢速運(yùn)動(dòng)。。雙足和四四足具有最最好的適應(yīng)應(yīng)性和靈活活性，也最最接近人類類和動(dòng)物。。下頁圖顯示了單足足、雙足、、三足、四四足和六足足行走結(jié)構(gòu)構(gòu)。（２）足的的配置足的配置指指足相對(duì)于于機(jī)體的位位置和方位位的安排，，這個(gè)問題題對(duì)于多于于兩足時(shí)尤尤為重要。。就二足而而言，足的的配置或者者是一左一一右，或者者是一前一一后。后一一種配置因因容易引起起腿間的干干涉而實(shí)際際上很少用用到。幾何構(gòu)型彎曲方向（３）足式式行走機(jī)構(gòu)構(gòu)的平衡和和穩(wěn)定性靜態(tài)態(tài)穩(wěn)穩(wěn)定定的的多多足足機(jī)機(jī)其機(jī)機(jī)身身的的穩(wěn)穩(wěn)定定通通過過足足夠夠數(shù)數(shù)量量的的足足支支撐撐來來保保證證。。在在行行走走過過程程中中，，機(jī)機(jī)身身重重心心的的垂垂直直投投影影始始終終落落在在支支撐撐足足著著落落地地點(diǎn)點(diǎn)的的垂垂直直投投影影所所形形成成的的凸凸多多邊邊形形內(nèi)內(nèi)。。這這樣樣，，即即使使在在運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)中中的的某某一一瞬瞬時(shí)時(shí)將將運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)““凝凝固固””，，機(jī)機(jī)體體也也不不會(huì)會(huì)有有傾傾覆覆的的危危險(xiǎn)險(xiǎn)。。這這類類行行走走機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的速速度度較較慢慢，，它它的的步步態(tài)態(tài)為為爬爬行行或或步步行行。動(dòng)態(tài)態(tài)穩(wěn)穩(wěn)定定典型型的的例例子子是是踩踩高高蹺蹺。。高高蹺蹺與與地地面面只只是是單單點(diǎn)點(diǎn)接接觸觸，，兩兩根根高高蹺蹺在在地地面面不不動(dòng)動(dòng)時(shí)時(shí)站站穩(wěn)穩(wěn)是是非非常常困困難難的的，，要要想想原原地地停停留留，，必必須須不不斷斷踏踏步步，，不不能能總總是是保保持持步步行行中中的的某某種種瞬瞬間間姿姿態(tài)態(tài)。。在動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)穩(wěn)穩(wěn)定定中中，，機(jī)機(jī)體體重重心心有有時(shí)時(shí)不不在在支支撐撐圖圖形形中中，，利利用用這這種種重重心心超超出出面面積積外外而而向向前前產(chǎn)產(chǎn)生生傾傾倒倒的的分分力力作作為為行行走走的的動(dòng)動(dòng)力力并并不不停停地地調(diào)調(diào)整整平平衡衡點(diǎn)點(diǎn)以以保保證證不不會(huì)會(huì)跌跌倒倒。。這這類類機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)一一般般運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)速速度度較較快快，，消消耗耗能能量量小小。。其其步步態(tài)態(tài)可可以以是是小小跑跑和和跳跳躍躍。。4））其其它它移移動(dòng)動(dòng)方方式式軍用昆蟲機(jī)器人爬纜索機(jī)器人水下6000米無纜自治機(jī)器人蛇形機(jī)器人三、、機(jī)機(jī)器器人人的的驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)系系統(tǒng)統(tǒng)3.1關(guān)節(jié)節(jié)直直接接驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)方方式式直接接驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)方方式式是是驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)器器的的輸輸出出軸軸和和機(jī)機(jī)器器人人手手臂臂的的關(guān)關(guān)節(jié)節(jié)軸軸直直接接相相連連．間接驅(qū)動(dòng)方式式是驅(qū)動(dòng)器經(jīng)經(jīng)過減速器或或鋼絲繩、皮皮帶、平行連連桿等裝置后后與關(guān)節(jié)軸相相連(1)關(guān)節(jié)間間接驅(qū)動(dòng)方式式的缺點(diǎn)．大大部分機(jī)器人人的關(guān)節(jié)是間間接驅(qū)動(dòng)．這這種間接驅(qū)動(dòng)動(dòng)，通常其驅(qū)驅(qū)動(dòng)器的輸出出力矩大大小小于驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)節(jié)所需要的力力矩，所以必必須使用減速速器．另外，，由于手臂通通常采用懸臂臂梁結(jié)構(gòu)，所所以多自由度度機(jī)器人關(guān)節(jié)節(jié)上安裝減速速器會(huì)使手臂臂根部關(guān)節(jié)驅(qū)驅(qū)動(dòng)器的負(fù)荷荷增大目前中小小型機(jī)器器人一般般采用普普通的直直流伺服服電機(jī)、、交流伺伺服電機(jī)機(jī)或步進(jìn)進(jìn)電機(jī)作作為機(jī)器器人的執(zhí)執(zhí)行電機(jī)機(jī)．由于于電機(jī)速速度較高高，所以以需配以以大速比比減速裝裝置，進(jìn)進(jìn)行間接接傳動(dòng)．．但是，，間接驅(qū)驅(qū)動(dòng)帶來來了機(jī)械械傳動(dòng)中中不可避避免的誤誤差，引引起沖擊擊振動(dòng)，，影響機(jī)機(jī)器人系系統(tǒng)的可可靠性，，并且增增加關(guān)節(jié)節(jié)重量和和尺寸(2)關(guān)關(guān)節(jié)直接接驅(qū)動(dòng)方方式直接驅(qū)動(dòng)動(dòng)機(jī)器人人也叫作作DD機(jī)器人(Directdriverobot)，簡稱DDR．．DD機(jī)器人一一般指驅(qū)驅(qū)動(dòng)電機(jī)機(jī)通過機(jī)機(jī)械接口口直接與與關(guān)節(jié)連連接．DD機(jī)器人人的特特點(diǎn)是是驅(qū)動(dòng)動(dòng)電機(jī)機(jī)和關(guān)關(guān)節(jié)之之間沒沒有速速度和和轉(zhuǎn)矩矩的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換DD機(jī)器人人與間間接驅(qū)驅(qū)動(dòng)機(jī)機(jī)器人人相比比，有有如下下優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：①①機(jī)械械傳動(dòng)動(dòng)精度度高．．②振振動(dòng)小小，結(jié)結(jié)構(gòu)剛剛度好好．③③機(jī)械械傳動(dòng)動(dòng)損耗耗小．．④結(jié)結(jié)構(gòu)緊緊湊，，可靠靠性高高．⑤⑤電電機(jī)峰峰值轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩大大，電電氣時(shí)時(shí)間常常數(shù)小小，短短時(shí)間間內(nèi)可可以產(chǎn)產(chǎn)生很很大轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，，響應(yīng)應(yīng)速度度快，，調(diào)速速范圍圍寬．．⑥控控制性性能較較好．．日本、、美國國等工工業(yè)發(fā)發(fā)達(dá)國國家已已經(jīng)開開發(fā)出出性能能優(yōu)異異的DD機(jī)器人人．美美國Adept公司研研制出出帶有有視覺覺功能能的四四自由由度平平面關(guān)關(guān)節(jié)型型DD機(jī)器人人．日日本大大日機(jī)機(jī)工公公司研研制成成功了了五自自由度度關(guān)節(jié)節(jié)型DD一600V機(jī)器人人．其其性能能指標(biāo)標(biāo)為：：最大大工作作范圍圍1．．2m，可搬重量量5kg，最大運(yùn)動(dòng)動(dòng)速度8．2m／s，，重復(fù)定位位精度0．05mmDD機(jī)器人目目前主要要存在的的問題①①載荷荷變化、、耦合轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩及非非線性轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩對(duì)驅(qū)驅(qū)動(dòng)及控控制影響響顯著，，使控制制系統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)困難難和復(fù)雜雜．②②對(duì)位置置、速度度的傳感感元件提提出了相相當(dāng)高的的要求③需開發(fā)小小型實(shí)用用的DD電機(jī)．④④電機(jī)機(jī)成本高高3.2驅(qū)動(dòng)元件件(1)液液(氣)壓壓驅(qū)動(dòng)液(氣)壓缸液(氣)壓馬達(dá)達(dá)(2)步步進(jìn)電動(dòng)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)動(dòng)在小的機(jī)機(jī)器人上上，有時(shí)時(shí)也用步步進(jìn)電機(jī)機(jī)作為主主驅(qū)動(dòng)電電機(jī)?？煽梢杂镁幘幋a器或或電位器器提供精精確的位位置反饋饋，所以以步進(jìn)電電機(jī)也可可用于閉閉環(huán)控制制步進(jìn)電機(jī)機(jī)是通過過脈沖電電流實(shí)