机器人工作原理深入解析

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：下面以常用的关节坐标型机器人为例，介绍机器人的工作原理。工业机器人采用这种结构形式能保证在最小几何尺寸条件下达到最大工作空间，能以最优的路径和较高的精度运动到指定的焊接位置。图5-5-4 典型6关节工业机器人图5-5-5 工业机器人运动学描述机器人有两个重要的坐标系，分别为关节坐标系和世界坐标系。机器人逆运动学是指已知末端执行器的空间位置和姿态，求解要到达这个位姿机器人各个关节需要转动的角度。

下面以常用的关节坐标型机器人为例，介绍机器人的工作原理。

图5-5-4是一个典型6关节工业机器人，图5-5-5是其运动学描述。

从图5-5-4中可见，机器人的机械本体是由数个刚性杆件以旋转关节串联而成。它是一个开环关节链，一端固定在基座上，另一端是自由的，安装着末端操作器（如焊枪/焊炬或焊钳）。末端操作器的工具中心点（TCP）的轨迹是6个关节运动所合成的。机器人运动控制的本质就是根据编程指令来指挥6个旋转关节协同动作，以完成工具中心点所要求实现的运动轨迹。由于其4、5、6三个关节轴交于一点，机器人前三个关节（腰、肩、肘）的运动主要决定机器人末端的空间位置，后三个关节（转腕、摆腕、转手）的运动主要决定机器人末端的空间姿态。工业机器人采用这种结构形式能保证在最小几何尺寸条件下达到最大工作空间，能以最优的路径和较高的精度运动到指定的焊接位置。