工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)課件3.3.1工業(yè)機(jī)器人的自由度與運(yùn)動(dòng)軸

工業(yè)機(jī)器人的自由度與運(yùn)動(dòng)軸主要內(nèi)容掌握機(jī)器人自由度的概念。掌握關(guān)節(jié)機(jī)器人軸的概念和重要性。自由度物體上任何一點(diǎn)都與坐標(biāo)軸的正交集合有關(guān)。物體能夠?qū)ψ鴺?biāo)系進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目稱為自由度(DegreeofFreedom，DOF)。一個(gè)剛體在三維空間內(nèi)有六個(gè)自由度，所以工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械手在三維空間內(nèi)自由地運(yùn)動(dòng)時(shí)至少需6個(gè)自由度。機(jī)器人的自由度整個(gè)機(jī)器人所能夠產(chǎn)生的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)軸的數(shù)目，包括直線、回轉(zhuǎn)、擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，但是不包括末端執(zhí)行器本身的運(yùn)動(dòng)。工業(yè)機(jī)器人的自由度是根據(jù)其用途而設(shè)計(jì)的，可能小于6個(gè)自由度，也可能大于6個(gè)自由度。如果機(jī)器人的自由度超過(guò)6個(gè)，多余的自由度稱為冗余自由度（RedundantDegreeofFreedom）。利用冗余自由度可以增加機(jī)器人的靈活性，躲避障礙物和改善動(dòng)力性能。通常而言，機(jī)器人的每一個(gè)關(guān)節(jié)都可驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器產(chǎn)生一個(gè)主動(dòng)運(yùn)動(dòng)，這一自由度稱為主動(dòng)自由度，一般有平移，回轉(zhuǎn)，繞水平軸線的垂直擺動(dòng)，繞垂直軸線的水平擺動(dòng)4種在結(jié)構(gòu)示意圖中，它們分別用圖3-13（a）~（d）所示的符號(hào)表示。圖3-13主動(dòng)自由度的四種結(jié)構(gòu)意圖機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸按其功能可劃分為機(jī)器人軸、基座軸和工裝軸。機(jī)器人軸：指操作本體的軸，屬于機(jī)器人本身，目前實(shí)際生產(chǎn)中使用的工業(yè)機(jī)器人以6軸為主。基座軸：使機(jī)器人移動(dòng)軸的總稱，主要指行走軸（移動(dòng)滑臺(tái)或?qū)к墸９ぱb軸：除機(jī)器人軸、基座軸以外軸的總稱，指使工件、工裝夾具翻轉(zhuǎn)和回轉(zhuǎn)的軸，如回轉(zhuǎn)臺(tái)、翻轉(zhuǎn)臺(tái)等。運(yùn)動(dòng)軸的定義機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軸的定義，需要注意的是，不同工業(yè)機(jī)器人本體運(yùn)動(dòng)軸的定義是不同的，大體分為兩類：主軸（基本軸）：用于保證末端執(zhí)行器達(dá)到工作空間任意位置的軸