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機器人手臂的典型機構解析

一般機器人手臂有3個自由度,即手臂的伸縮、左右回轉和升降 (或俯仰)運動。手臂回轉和升降運動是通過機座的立柱實現的,立柱的橫向移動即為手臂的橫移。手臂的各種運動通常由驅動機構和各種傳動機構來實現。手臂的 3 個自由度,可以有不同的運動 (自由度)組合,通常可以將其設計成如圖的五種形式。

關節型

如圖(d)所示,關節型又稱回轉坐標型,這種機器人的手臂與人體上肢類似,其前三個關節都是回轉關節,這種機器人一般由立柱和大小臂組成,立柱與六臂同形成肩關節,大臂與小臂間形成肘關節,可使大臂作回轉運動θ1和使大管作俯仰擺動θ2,小臂作俯仰擺動θ3。其特點是工作空間范圍大,動作靈活,通用性強,能抓取靠近機座的物體。

平面關節型

采用兩個回轉關節和一個移動關節;兩個回轉關節控制前后、左右運動,而移動關節則實現上下運動,具工作空間的軌跡圖形,它的縱截面為矩形的回轉體,縱截面高為移動關節的行程長,兩回轉關節轉角的大小決定回轉體橫截面的大小、形狀、這種形式又稱為SCARA機器人。 

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