工業(yè)機(jī)器人的分類-按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類

工業(yè)機(jī)器人的分類機(jī)器人種類操作型機(jī)器人能自動(dòng)控制可重復(fù)編程，多功能，有幾個(gè)自由度，可固定或運(yùn)動(dòng)，用于相關(guān)自動(dòng)化系統(tǒng)中程控型機(jī)器人按預(yù)先的要求及順序條件，依次控制機(jī)器人的機(jī)械動(dòng)作示教再現(xiàn)型機(jī)器人通過(guò)引導(dǎo)或其它方式，先教會(huì)機(jī)器人動(dòng)作，輸入工作程序，機(jī)器人則自動(dòng)重復(fù)進(jìn)行作業(yè)數(shù)控型機(jī)器人不必使機(jī)器人動(dòng)作，通過(guò)數(shù)值、語(yǔ)言等對(duì)機(jī)器人進(jìn)行示教，機(jī)器人根據(jù)示教后的信息進(jìn)行作業(yè)感覺控制型機(jī)器人利用傳感器獲取的信息控制機(jī)器人的動(dòng)作適應(yīng)控制型機(jī)器人機(jī)器人能適應(yīng)環(huán)境的變化，控制其自身的行動(dòng)學(xué)習(xí)控制型機(jī)器人機(jī)器人能“體會(huì)”工作的經(jīng)驗(yàn)，具有一定的學(xué)習(xí)功能，并將所“學(xué)”的經(jīng)驗(yàn)用于工作中智能機(jī)器人以人工智能決定其行動(dòng)的機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人的分類—按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類

以下是按照設(shè)備的結(jié)構(gòu)形式和用途對(duì)機(jī)器人進(jìn)行分類。工業(yè)機(jī)器人的分類機(jī)械結(jié)構(gòu)（坐標(biāo)形式）用途工業(yè)機(jī)器人的分類—按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類根據(jù)結(jié)構(gòu)形式分類串聯(lián)機(jī)器人并聯(lián)機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人的分類—按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類根據(jù)結(jié)構(gòu)形式分類串聯(lián)機(jī)器人是開式運(yùn)動(dòng)鏈，它是由一系列連桿通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)或移動(dòng)關(guān)節(jié)串聯(lián)而成。關(guān)節(jié)由驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，關(guān)節(jié)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致連桿的運(yùn)動(dòng)，使手爪到達(dá)一定的位姿。1.串聯(lián)機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人的分類—按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類1.串聯(lián)機(jī)器人柱坐標(biāo)機(jī)器人球坐標(biāo)機(jī)器人笛卡爾坐標(biāo)機(jī)器人多關(guān)節(jié)型機(jī)器人串聯(lián)機(jī)器人的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特征是用其坐標(biāo)特性來(lái)描述的。工業(yè)機(jī)器人的分類—按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類1.串聯(lián)機(jī)器人——⑴柱坐標(biāo)機(jī)器人當(dāng)水平臂或桿架安裝在一垂直柱上，而該柱又安裝在一個(gè)旋轉(zhuǎn)基座上，這種結(jié)構(gòu)可稱為柱坐標(biāo)機(jī)器人。其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)如下：●手臂可伸縮（沿r方向）●滑動(dòng)架（或托板）可沿柱上下移動(dòng)（z軸方向）●水平臂和滑動(dòng)架組合件可作為基座上的一個(gè)整體而旋轉(zhuǎn)（繞z軸）工業(yè)機(jī)器人的分類—按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類1.串聯(lián)機(jī)器人——⑵球坐標(biāo)機(jī)器人球坐標(biāo)機(jī)器人的空間位置分別由旋轉(zhuǎn)、擺動(dòng)和平移3個(gè)自由度確定。由于機(jī)械和驅(qū)動(dòng)連線的限制，機(jī)器人的工作包絡(luò)范圍是球體的一部分。其工作特點(diǎn)如下：●手臂可伸出縮回范圍R，類似于可伸縮的望遠(yuǎn)鏡套筒●在垂直面內(nèi)繞β軸旋轉(zhuǎn)●在基座水平內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)角度為θ工業(yè)機(jī)器人的分類—按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類1.串聯(lián)機(jī)器人——⑶笛卡爾坐標(biāo)機(jī)器人

笛卡爾坐標(biāo)機(jī)器人也稱為直角坐標(biāo)機(jī)器人，這是一種最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，其機(jī)械手的連桿按線性方式移動(dòng)。工業(yè)機(jī)器人的分類—按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類1.串聯(lián)機(jī)器人——⑶笛卡爾坐標(biāo)機(jī)器人①懸臂笛卡爾式機(jī)器人這種機(jī)器人的機(jī)械手構(gòu)件受到約束，只在平行于笛卡爾坐標(biāo)軸X、Y、Z的方向上移動(dòng)工業(yè)機(jī)器人的分類—按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類1.串聯(lián)機(jī)器人——⑶笛卡爾坐標(biāo)機(jī)器人②門形笛卡爾式機(jī)器人門形笛卡爾式機(jī)器人也稱為桁架機(jī)器人，一般在需要精確移動(dòng)及負(fù)載較大的場(chǎng)合使用，這類機(jī)器人常常安裝在頂板（天花板）上。工業(yè)機(jī)器人的分類—按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類1.串聯(lián)機(jī)器人——⑷多關(guān)節(jié)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。純球狀平行四邊形球狀圓柱狀工業(yè)機(jī)器人的分類—按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類1.串聯(lián)機(jī)器人——⑷多關(guān)節(jié)機(jī)器人①純球狀優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械臂可以夠得著機(jī)器人基座附近的地方，并越過(guò)其工作范圍內(nèi)的人和障礙物。這類結(jié)構(gòu)的機(jī)器人的工作包絡(luò)范圍大體上是球狀的。工業(yè)機(jī)器人的分類—按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類1.串聯(lián)機(jī)器人——⑷多關(guān)節(jié)機(jī)器人②平行四邊形球狀優(yōu)點(diǎn)：允許關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器位置靠近機(jī)器人的基座或裝在機(jī)器人的基座上。這種結(jié)構(gòu)的機(jī)器人剛度比其它大多數(shù)機(jī)械手大。缺點(diǎn)：平行四邊形結(jié)構(gòu)的機(jī)器人與相應(yīng)的球狀關(guān)節(jié)坐標(biāo)機(jī)器人的工作范圍相比，受到較大限制。工業(yè)機(jī)器人的分類—按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類1.串聯(lián)機(jī)器人——⑷多關(guān)節(jié)機(jī)器人③圓柱狀優(yōu)點(diǎn)：機(jī)器人精密且快速。缺點(diǎn)：一般垂直作用范圍有限（Z方向）。工業(yè)機(jī)器人的分類—按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類

并聯(lián)機(jī)器人可以定義為動(dòng)平臺(tái)和定平臺(tái)通過(guò)至少兩個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)鏈相連接，機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)或兩個(gè)以上自由度，且以并聯(lián)方式驅(qū)動(dòng)的一種閉環(huán)機(jī)器人。2.并聯(lián)機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人的分類—按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類2.并聯(lián)機(jī)器人兩自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)五自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)按照并聯(lián)機(jī)構(gòu)的自由度分類：工業(yè)機(jī)器人的分類—按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類按照并聯(lián)機(jī)構(gòu)的自由度分類——兩自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)由5個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副首尾相連，5個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線匯交于一點(diǎn)（轉(zhuǎn)動(dòng)中心），這種機(jī)構(gòu)的輸出參考點(diǎn)具有沿球面移動(dòng)的2個(gè)自由度。球面2自由度5R對(duì)稱并聯(lián)機(jī)構(gòu)工業(yè)機(jī)器人的分類—按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類按照并聯(lián)機(jī)構(gòu)的自由度分類——三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)（1）平面三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，如3-RPR機(jī)構(gòu)。（2）球面三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，如3-RRR球面機(jī)構(gòu)、3-UPS-1-S球面機(jī)構(gòu)。（3）三自由度移動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)，如StarLike并聯(lián)機(jī)構(gòu)、T阿斯并聯(lián)機(jī)構(gòu)和DELTA機(jī)構(gòu)（4）空間三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，如典型的3-RPS機(jī)構(gòu)（5）還有一類是增加輔助桿件和運(yùn)動(dòng)副的空間機(jī)構(gòu)，如德國(guó)漢諾威大學(xué)研制的并聯(lián)機(jī)床采用的3-UPS-1-PU球坐標(biāo)式三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)工業(yè)機(jī)器人的分類—按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類按照并聯(lián)機(jī)構(gòu)的自由度分類——四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)大多不是完全并聯(lián)機(jī)構(gòu)，如2-UPS-1-RRRR機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)通過(guò)3個(gè)支鏈與定平臺(tái)相連，有2個(gè)運(yùn)動(dòng)鏈?zhǔn)窍嗤?，各具?個(gè)虎克鉸U、1個(gè)移動(dòng)副P，其中P和其中一個(gè)的R是驅(qū)動(dòng)副，因此這種機(jī)構(gòu)不是完全并聯(lián)機(jī)構(gòu)。工業(yè)機(jī)器人的分類—按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類按照并聯(lián)機(jī)構(gòu)的自由度分類——五自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)國(guó)際上一直認(rèn)為不存在全對(duì)稱五自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)。相對(duì)而言，非對(duì)稱五自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)比較容易綜合。Lee和Park在1999年提出一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的雙層5自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，Jin等在2001年綜合出具有三個(gè)移動(dòng)自由度和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的非對(duì)稱5自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，高峰等在2002年通過(guò)給六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)添加一個(gè)五自由度約束分支的方法，綜合出兩種5自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)。工業(yè)機(jī)器人的分類—按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類按照并聯(lián)機(jī)構(gòu)的自由度分類——六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)是并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)中的一大類，是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的最多的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，如圖1-14所示，為六自由度并聯(lián)機(jī)器人中的一種，它們廣泛應(yīng)用在飛行模擬器、6維力與力矩傳感器和并聯(lián)機(jī)床等領(lǐng)域。但這類機(jī)構(gòu)有