工业机器人机构学 联系客服

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2) 圆柱坐标型

圆柱坐标型操作机如图13.7所示,它有两个移动关节和一个转动关节(PPR),末端操作器的安装轴线之位姿由(z,r,θ)坐标予以表示。该种型式的工业机器人,空间尺寸较小,工作范围较大,末端操作器可获得较高的运动速度。它的缺点是末端操作器离z轴愈远,其切向线位移的分辨精度就愈低。

3) 球坐标型

球坐标型操作机如图13.8所示,它有两个转动关节和一个移动关节(RRP),末端操作器的安装轴线之位姿由(θ,φ, r)坐标予以表示。该种型式的工业机器人,空间尺寸较小,工作范围较大。

4) 关节型

关节型操作机如图13.9所示,它有三个转动关节(RRR),即机身上部相对于下部的转动θY0,肩关节的转动θZ1和肘关节的转动θZ2。

腕关节的转动θZ3属于末端操作器的自由度。该种结构的工业机器人,空间尺寸相对较小,工作范围相对较大,还可以绕过机座周围的障碍物,是目前应用较多的一种机型。

13.4 工业机器人的运动学基础

工业机器人是由若干个关节所联系起来的一种开链,其一端固结在机座上,另一端安装有末端操作器。确定工业机器人末端操作器安装轴线的方位,确定末端操作器的位姿与位移,确定工业机器人的操作对象,即目标物体的位姿与位移,构成了工业机器人运动学基础应该研究的一部分工作。

13.4.1 目标物体的空间转动矩阵

一个通过坐标原点的矢量V1绕通过坐标原点的单位矢量u转动φ角到达V2,要求确定V2的位姿。为了确定矢量V1绕通过坐标原点的单位矢量u转动φ角到达V2的位姿,将它作如下转动。

1) 平面内单位矢量绕坐标轴的转动矩阵

2) 空间内单位矢量绕坐标轴的转动矩阵