工業(yè)機器人的基本參數(shù)和性能指標(biāo)

1、工業(yè)機器人的基本參數(shù)和性能指標(biāo)工業(yè)機器人的基本參數(shù)和性能指標(biāo)表示機器人特性的基本參數(shù)和性能指標(biāo)主要有工作空間、自由度、有效負(fù)載、運動精度、運動特性、動態(tài)特性等。(1)工作空間（Wkspace）工作空間是指機器人臂桿的特定部位在一定條件下所能到達(dá)空間的位置集合。工作空間的性狀和大小反映了機器人工作能力的大小。理解機器人的工作空間時，要注意以下幾點：1)通常工業(yè)機器人說明書中表示的工作空間指的是手腕上機械接口坐標(biāo)系的原點在空間能達(dá)到的范圍，

2、也即手腕端部法蘭的中心點在空間所能到達(dá)的范圍，而不是末端執(zhí)行器端點所能達(dá)到的范圍。因此，在設(shè)計和選用時，要注意安裝末端執(zhí)行器后，機器人實際所能達(dá)到的工作空間。2)機器人說明書上提供的工作空間往往要小于運動學(xué)意義上的最大空間。這是因為在可達(dá)空間中，手臂位姿不同時有效負(fù)載、允許達(dá)到的最大速度和最大加速度都不一樣，在臂桿最大位置允許的極限值通常要比其他位置的小些。此外，在機器人的最大可達(dá)空間邊界上可能存在自由度退化的問題，此時的位姿稱為奇異位

3、形，而且在奇異位形周圍相當(dāng)大的范圍內(nèi)都會出現(xiàn)自由度進(jìn)化現(xiàn)象，這部分工作空間在機器人工作時都不能被利用。3)除了在工作守聞邊緣，實際應(yīng)用中的工業(yè)機器人還可能由于受到機械結(jié)構(gòu)的限制，在工作空間的內(nèi)部也存在著臂端不能達(dá)到的區(qū)域，這就是常說的空洞或空腔?？涨皇侵冈诠ぷ骺臻g內(nèi)臂端不能達(dá)到的完全封閉空間。而空洞是指在沿轉(zhuǎn)軸周圍全長上臂端都不能達(dá)到的空間。(2)運動自由度是指機器人操作機在空間運動所需的變量數(shù)，用以表示機器人動作靈活程度的參數(shù)，一般是

4、以沿軸線移動和繞軸線轉(zhuǎn)動的獨立運動的數(shù)目來表示。自由物體在空間自六個自由度（三個轉(zhuǎn)動自由度和三個移動自由度）。工業(yè)機器人往往是個開式連桿系，每個關(guān)節(jié)運動副只有一個自由度，因此通常機器人的自由度數(shù)目就等于其關(guān)節(jié)數(shù)。機器人的自由度數(shù)目越多，功能就越強。日前工業(yè)機器人通常具有4—6個自由度。當(dāng)機器人的關(guān)節(jié)數(shù)（自由度）增加到對末端執(zhí)行器的定向和定位不再起作用時，便出現(xiàn)了冗余自由度。冗余度的出現(xiàn)增加了機器人工作的靈活型，但也使控制變得更加復(fù)雜。工

5、業(yè)機器人在運動方式上，總可以分為直線運動（簡記為P）和旋轉(zhuǎn)運動（簡記為R）兩種，應(yīng)用簡記符號P和R可以表示操作機運動自由度的特點，如RPRR表示機器人操作機具有四個自由度，從基座開始到臂端，關(guān)節(jié)運動的方式依次為旋轉(zhuǎn)直線旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)。此外，工業(yè)機器人的運動自由度還有運動范圍的限制。(3)有效負(fù)載(Payload)有效負(fù)載是指機器人操作機在工作時臂端可能搬運的物體重量或所能承受的力或力矩，用以表示操作機的負(fù)荷能力。機器人在不同位姿時，允許的最大

6、可搬運質(zhì)量是不同的，因此機器人的額定可搬運質(zhì)量是指其臂桿在工作空間中任意位姿時腕關(guān)節(jié)端部都能搬運的最大質(zhì)量。器）實現(xiàn)，后者則主要靠軟件（如專家系統(tǒng)）實現(xiàn)。智能系統(tǒng)是目前機器人學(xué)中不夠完善但發(fā)展很快的子系統(tǒng)，和其他機器設(shè)計相比，工業(yè)機器人在結(jié)構(gòu)上有很多獨特之處，主要可以歸納為以下幾點：1)工業(yè)機器人操作機可以簡化成各連桿首尾相接，末端開放的一個開式連桿系（也可能存在部分閉鏈結(jié)構(gòu)），連桿末端一般無法加以支撐，因而操作機的結(jié)構(gòu)剛度差。2)在組