工业机器人有哪几种坐标形式?
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发布时间：2024-09-07 01:58
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时间：2024-11-01 13:20
一、直角坐标机器人
直角坐标机器人具有空间上相互垂直的多个直线移动轴，通常为3个轴，通过直角坐标方向的3个独立自由度确定其手部的空间位置，其动作空间为一长方体。
优缺点：直角坐标机器人结构简单、刚性好，但缺点是在机器人动作范围内，必须有沿轴线前后方向的移动空间，空间利用率较低。
二、柱面坐标系机器人
柱面坐标机器人主要由旋转基座、垂直移动和水平移动轴构成，R、θ和Z为坐标系的三个坐标，具有一个回转和两个平移自由度，其动作空间呈圆柱形。其中R表示手臂的径向长度，θ表示手臂的角位置，Z表示垂直方向上手臂的位置。
优缺点：柱面坐标机器人结构简单，定位精度高，空间轨迹易于求解；动作范围相对较小，设备的空间因数较低。
三、球面坐标机器人
球面坐标机器人又称为极坐标型机器人，结构如图所示，R、θ和β为坐标系的三个坐标，具有平移、旋转和摆动三个自由度，动作空间形成球面的一部分。其机械手能够作前后伸缩移动、在垂直平面上摆动以及绕底座在水平上转动。其中R表示手臂的径向长度，θ表示绕手臂支承底座垂直轴的转动角，β表示手臂在铅锤面内的摆动角。
优缺点：球面坐标机器人结构紧凑，所占空间体积小于直角坐标和柱面坐标机器人。
四、多关节型机器人
多关节型机器人由多个旋转和摆动机构组合而成。这类机器人结构紧凑工作空间大、动作更接近人的动作，对涂装、装配、焊接等多种作业都有良好的适应性，应用范围越来越广。其摆动方向主要有铅锤方向和水平方向两种，因此这类机器人又可分为垂直多关节机器人和水平多关节机器人。
1、垂直多关节型机器人
垂直多关节机器人它模拟了人类的手臂功能，是以其各相邻运动构件的相对角位移作为坐标系的。θ、α和φ为坐标的三个坐标，这种机器人的动作空间近似一个球体，所能到达区域的行传取决于两个臂的长度比例，因此也称为多关节球面机器人。其中θ表示绕底座铅锤轴的转角，φ表示过底座的水平线与初始臂之间的夹角，α表示第二臂相对于初始臂的转角。
优缺点：垂直多关节机器人的优点是可以自由地实现三维空间地各种姿势，可以生成各种复杂形状地轨迹，且动作范围很宽；缺点是结构刚度较低，动作的位置精度较低。
2、水平多关节型机器人
水平多关节机器人在结构上具有串联配置的两个能够在水平面内旋转的手臂，其自由度可以根据用途选择2到4个，ω1、ω2、ω3是绕着各轴做旋转运动，Z是在垂直方向做上下移动，其动作空间为一圆柱体。
优缺点：水平多关节机器人的优点是在垂直方向上的刚性好，能方便地实现维平面上的动作，在装配作业中得到普遍应用。
