《工业机器人技术基础》教学课件-第1章 工业机器人概述

工业机器人

IndustrialRobotTechnologyFoundation技7K基础

第一章工业机器人概述

ChapterOneOverviewOfIndustrialRobots

oaLi工业机器人的发展史和定义

本节导入

近年，随着劳动力成本不断上涨，工业领域〃机器换人〃现象

.普遍，工业机器人市场与产业也因此逐渐发展起来。那么，世界上•

第一台机器人是谁呢？它诞生于哪一年？机器人经历多少年的发展

才到现在的程度呢？工业机器人又是如何定义的呢？

flL1.1工业机器人的发展史

英文名字机器人robot（罗伯特）源于捷克语robota,意思是奴

隶劳动。这个词第一次的出现是在捷克剧作家卡尔・查别克在1920年

的作品《罗萨姆的万能机器人》中后来变得家喻户晓。

开始

人们印象中的机器人

科幻文学作品

现实的东西

玩具商店中的玩具

《罗萨姆的万能机器人》剧照

20世纪50年代

约瑟夫・恩格尔伯格（美）&

乔治彳惠沃尔（美）设计发明出

41世界上第一台工业机器人Unimate

•意思为〃万能自动〃

•是用于压铸的五轴液压驱动机器人

•手臂的控制由一台计算机完成

•能够记忆完成180个工作步骤

flL1.1工业机器人的发展史

作为这个世界上第一个工业机器人和第一家机器人企业的联合

开创者，恩格尔伯格也从此被称为为〃机器人之父”。

约瑟夫•恩格尔伯格（美）

JosephF-Engelberger

研制出了世界上第一台工业机器人

被誉为〃机器人之父〃

乔治•德沃尔（美）

GeorgeDevol

第一台可编程工业机器人的发明者

成立世界上第一家机器人公司Unimation

flL1.1工业机器人的发展史

—沃萨特兰厂一

1962年

美国机械与铸造公司（AMF）

试制出"Versatran"工业机器人

•意思为多用途搬运机器人

•主要用于机器之间的物料运输

•它的手臂可以绕底座回转，沿垂直

方向升降，也可以沿半径方向伸缩

MVersatranf,工业机器人

flLL1工业机器人的发展史

1

在工业机器人问世的最初十年，机器人技术的发展较为缓慢，

主要停留在大学和研究所的实验室里。比较有代表性的机器人就是

Unimate（尤尼梅特）机器人和Versatran（沃萨特兰）机器人。

___________________________________________________3

glL1.1工业机器人的发展史

20世纪70年代，随着人工智能、自动控制理论、电子计算机等技术

的发展，机器人技术进入了一个新的发展阶段，机器人进入工业生产的

实用化时代。最具代表性的机器人是美国Unimation公司的PUMA系列

工业机器人和日本山梨大学牧野洋研制的SCARA机器人。

glL1.1工业机器人的发展史

1973年>

世界上第一台机电驱动的6轴机器人面世

德国KUKA（库卡）公司

将其使用的Unimate机器人

研发改造成其第一台产业机器人

命名为Famulus

Famulus机器人

f1.1.1工业机器人的发展史

1974

开发出世界上第一台，r

全电力驱动的工业机器人IRB・6

工亚机器人扁Q

采用仿人化设计

瑞典通用电机公司■

（ASEA,ABB公司的前身）

flL1.1工业机器人的发展史

PUMA至今仍然工作在工厂第一线。不仅如此，有些大学还用

Puma系列的工业机器人作为教具。

美国Unimation公司

推出通用工业机器人PUMA

ProgrammableUniversalMachineforAssembly

nT--------------------------------/_

0应用于通用汽车装配线

这标志着工业机器人技术已经完全成熟

图中有两台PUMA机器人

flL1.1工业机器人的发展史

—Mi1978年3

牧野洋发明了

世界第一台SCARA工业机器人

SelectiveComplianceAssemblyRobotArm

包括沿X,Y,Z方向的平移和绕Z轴的旋转自由度

flL1.1工业机器人的发展史

：20世纪80年电工业机器人进入普及时代

大量在汽车、电子等行业中使用

机器人产业水平和规模都得到迅速发展

-20世圮80年代后时机器人的研究跌入低谷

工业机器人的应用没有得到充分挖掘

不少机器人厂家倒闭

-20世纪90年代中后期,机器人产业出现复苏

世界机器人数量以较快增长率逐年增加

并以较好的发展势头进入21世纪

Jfi年末」机器人产业发展迅猛

世界工业机器人的市场前景看好

flL1.1工业机器人的发展史

1

据国际机器人联合会（IFR）数据，2014-2018年全球工业机器人发展

规模如图所示，预计将在2019-2021年间平均每年销售量增长至14%。

2014・201碑全球工业机器人发展规模

罐用格式施用格式

/通用格式得用格式

/通用格式施用格式

施用格式

罐用格式

施用格式

/通用格式

施用格式

他用格式

施用格式

/用格式

»施用格式

/通用格式/ii用格式

/通用格式施用格式

/通用格式屈用格式屈用格式屈用格式屈用格式

全球工业机器人销量（万台）一全球工业机器人销量额（亿美元）

flL1.1工业机器人的发展史

〃〃/adept〃〃/—

美国是最早研发机器人的国家

Adept爰德普机器人公司

也是机器人应用最广泛的国家之一

•成立于1983年

美国机器人在性能可靠性、机器人语言、・美国本土最大的工业机器人制造商

智能技术等方面一直处于领先水平•在SCARA机器人、并行机器人、

AGV机器人和机器视觉等方面具有

Americanrobotics非常先进的技术

美国把机器人看成再次工业o机械装配

化的象征，为了强化其产业在。材料处理

二一。包装

全球的市场份额，增加了机器邛J■O机器抚育

人科研经费，鼓励工业界发展nO螺杆驱动

和应用机器人。

r爰德普SCARA4轴机器人

flL1.1工业机器人的发展史

日本虽然日本的机器人产业发展晚于美国，但是日本善于引进和

消化国内外的先进技术，逐渐发展成如今的工业机器人第一大国。

rrr

80

现今

1967年代

川崎重工业公司率先日本国内成立了日本无论机器人的数量还

从美国引进工业机器机器人协会，并在汽是机器人的空度，日

人技术，日本机器人车与电子等行业大量本都位居世界第一，

走出了试验应用阶段，使用机器人，实现了赢得了〃机器人王国〃

并进入到成熟产品大工业机器人的普及的称号

量应用的阶段

LJLJLJ

flL1.1工业机器人的发展史

FANUCYASKAWAKawasaki

安川川崎

100多种机器人产品100多年的专业电气历史开发了改款机器人

40多年的自动化生产经验强大的运动控制技术自动化系统的颈先提供商

产品销量超过50万台产品销量超过40万台全球安装量超过16万台

核心产品代表产品

CR系列协作机器人点焊&弧焊机器人duAroScara机器人

M-1系列并联机器人半导体芯片传输机器人电弧焊RA020N机器人

0工业机器人的发展史

20世纪70年代，德国就开始了〃机器换人〃的过程。同时德

国政府通过长期资助和产学研结合，扶植了一批机器人产业和人

才梯队，如KUKA机器人公司。

德国工业机器人

总数位居世界第二位，仅次于日本

随着德国工业迈向以智能生产为代表

的〃工业4.0〃时代，德国企业对工业

机器人的需求将继续增加。

flLL1工业机器人的发展史

库卡

KUKA全球工业机器人和设备与系统技术的领先企业

工业机器人四大家族之一

品类齐全焊接、安装、切割、卷边、3D打印、铸造、搬运

领域广泛航天、汽车、物流、电子、能源、医疗

glL1.1工业机器人的发展史

法国机器人在法国企业界迅速发

展和普及

如今法国机器人在国际工业机器人界

拥有不可或缺的一席之地

Frenchrobotics

glL1.1工业机器人的发展史

:乡卜邙右卬吴国影子机器人公司英国

■■■

英国工业机器人起步日本还要早

并取得了早期的辉煌

然而当时英国候政府对工业机器人实

行了限制发展的错误措施，导致机器

世界首个触觉传输遥操作人的发展在西欧几乎处于末位

机器手进行国际象棋演示

Englishrobotics

giLLi工业机器人的发展史

我国工业机器人的起步较晚

其发展大体可以分为四个阶段

经过40多年的发展，我国在工业机器人

基础技术和工程应用上取得了快速发

展，奠定了独立自主发展机器人产业基

ineserobotics

flL1.1工业机器人的发展

理论研究阶段这一阶段主要由高校对机器人

20世纪70年代至80年代初期基础理论进行研究

样机研发阶段在这一阶段我国工业机器人步入

20世纪80年代中期了跨越式的发展时期

示范应用阶段这一阶段研制出多种工业机器人系

20世纪90年代列产品以及建立了多个机器人基地

产业化阶段在这一阶段先后涌现出以新松机器人为

21世纪以来代表的多家从事工业机器人生产的企业

flLL2工业机器人的定义

r-I

工业机器人多种多样，不仅仅是用途多样、驱动方式多样，还有智

能化程度不同、控制方式不同等。那么，我们如何定义工业机器人呢？

：★

美国机器人协会日本工业机器人协会中国科学家

RIAJIRAChineseScientists

flL1.2工业机器人的定义

由于机器人一直在随科技的进步而发展出新的功能，因此工业机器

人的定义还是一个未确定的问题。

J

NewEdition

英国简明牛津字典NIST

THECONCISE美国国家标准

OXFORD与技术研究院

DICTIONARY

NationalInstituteof

StandardsandTechnology

U.S.DepartmentofCommerce国际标准组织

flL1.2工业机器人的定义

区由以上定义不难发现，工业机器人具有四个显著特点。

⑥特定的机械机构

其动作具有类似于人或其他生物的某些器官（肢

体、感受等）的功能

0通用性

可完成多种工作、任务，可灵活改变动作程序

®不同程度的智能

如记忆、感知、推理、决策、学习等

Q独立性

完整的机器人系统在工作中可以不依赖人的干预

LOL2工业机器人分类

本节导入

工业机器人多种多样，关于工业机器人的分类，从不同的角度有不同

的分类，那么，工业机器人如何分类呢？

.蜀.....一.一.....——

一、..I・一.川.•

。

结构坐标特性

工

业❷

控制方式

机❸

器拓扑结构

人❹

智❺能程度

驱动方式

e1.2.1按工业机器人的坐标特性分类

爵——————二—二—1

工业机器人的机械配置形式多种多样，典型机器人的机构运动

特性是用其坐标特性来描述的，按基本动作机构，工业机器人通常

可分为哪几种类型呢？

e1.2.1按工业机器人的坐标特性分类

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，如图所示，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。

(a)示意图(b)实物图

直角坐标机器人

e1.2.1按工业机器人的坐标特性分类

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、

e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。著名的Versatran机器人就是典型的柱面坐标机器人。

Z:垂直方向上手臂的位置

(a)示意图(b)实物图

柱面坐标机器人

e1.2.1按工业机器人的坐标特性分类

・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、。和0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。著名的unimate机器人就是这种类型的机器人。

R：手臂的径向长度

0:绕手臂支承底座

垂直轴的转动角

B：手臂在铅垂面内

的摆动角

(a)示意图(b)实物图

球面坐标机器人

e1.2.1按工业机器人的坐标特性分类

♦这三种类型的机器人各有什么特点呢？

柱面坐标机器人球面坐标机器人

结构简单、刚性好，但结构简单，定位精度结构紧凑，所占空间体

缺点是在机器人动作范高，空间轨迹易于求积小于直角坐标和柱面

围内，必须有沿轴线前解；动作范围相对较坐标机器人。

后方向的移动空间，空小，设备的空间因数较

间利用率较低。低。

e1.2.1按工业机器人的坐标特性分类

•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、动作最接近人的动作，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。

垂直多关节型机器人水平多关节型机器人

e1.2.1按工业机器人的坐标特性分类

一II垂直多关节型机器人//一

如图所示，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。&a和①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。

■

a

0:绕底座铅锤轴的转角

①：过底座的水平线与第一

臂之间的夹角

0

a:第二臂相对于第一臂的转角

(a)示意图(b)实物图

垂直多关节坐标机器人

e1.2.1按工业机器人的坐标特性分类

------------------a水平多关节型机器人a------------------

如图所示，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，u)l

32、33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。

(a)示意图(b)实物图

水平多关节坐标机器人

f1.2.1按工业机器人的坐标特性分类

.垂直多关节机器人和水平多关节机器人各有什么特点呢?

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，动作的绝对位置精度较低。

垂直多关节机器人

优点是在垂直方向上的刚性好，能方便地实现二维平

面上的动作，在装配作业中得到普遍应用。

水平多关节机器人

e122按工业机器人的控制方式分类

•工业机器人分类•一

按照控制方式可把机器人分为非伺服控制机器人和伺服控制机器人两种。

©「^^3

非伺服控制机器人伺服控制机器人

工作能力比较有限，机器人有更强的工作能力，价格更贵,

按照预先编好的程序顺序进在某些情况下不如简单的机器

行工作，使用限位开关、制人可靠。伺服系统的被控制量

动器、插销板和定序器来控可为机器人手部执行装置的位

制机器人的运动置、速度、加速度和力等

e122按工业机器人的控制方式分类

--------------_II非伺服控制机器人//―-------------

如图所示，驱动装置接通能源后，就带动机器人的手臂、腕部

和手部等装置运动。当他们移动到由限位开关所规定的位置时，限位

«

开关切换工作状态，给定序器送去一个工作任务已完成的信息，并使

终端制动器动作，切断驱动能源，使机器人停止运动。

非伺服控制机器人方块图

e122按工业机器人的控制方式分类

-—一一-n伺服控制机器人〃--------------

通过传感器取得的反馈信号与来自给定装置的综合信号，用比较

器加以比较后，得到误差信号，经过放大后用以激发机器人的驱动装

置，进而带动末端执行器以一定的规律运动，到达规定的位置和速度

等，这是一个反馈控制系统。如图所示。

伺服控制机器人方块图

01.2.3按工业机器人的拓扑结构分类

具有至少一个并联机构

和一个或多个串联机构

混联机器人

一个轴的运动会改变一个轴的运动不影响

另一个轴的坐标原点另一个轴的坐标原点

串联机器人按拓扑结并联机器人

构分类

Characteristicsoftandemrobot机器人特点

r

◎结构简单

因其结构简单、易操作、灵活性强、工作

空间大等特点而得到广泛的应用

Q运动链较长

串联机器人的不足之处在于运动链较

长，系统的刚度和运动精度较低

不宜高速操作

串联机器人各手臂的运动惯量相对校对,

因而不宜实现高速或超高速操作

并联

Characteristicsofparallelrobot机器人特点

动态性能优越，适合

®高速、高加速场合O运动空间相又蟠小］

r—

r

丁

r一

丁4

r

B■丁

rr

rr

rr

rr

rr

rr

rr/o\采用并联闭环结构、机石，并联机构各个关节的误差可以相

BB

__\2/构具有较大的承载能力\zy互抵消，相互弥补，运动精度高

混联尸

Characteristicsofhybridrobot机器人特点

1

既有串联机器人工作空

间大、运动灵活的特

点，又有并联机器人刚

度大、承载能力强的特

23

因其精度高的特点，可可在大范围工作空间中

以高精度、高效率地实高速、高效率地完成大

现物料的高速分拣，大型物体地抓取和搬运工

大地提高效率和准确度作，如码垛机器人

e124按工业机器人的智能程度分类

示教再现机器人・智能机器人

按智能程

度分类

01示教再现机器人

示教再现机器人

第一代机器人主要指只能

以示教再现方式工作的工业

机器人。示教指由人教机器

人运动的轨迹、停留的点位、

停留的时间等。然后，机器

人依照教给的行为、顺序和

速度重复运动，即所谓的再

现，如图所示。

02感知机器人

感知机器人

第二代机器人又称为传感机器人

或感觉机器人，它带有一些可感知

环境的装置，对外界环境有一定的

感知能力。工作时，根据感觉器官

（传感器）获得的信息，通过反馈

控制，使机器人能在一定程度上灵

活调整自己的工作状态，保证在适

应环境的情况下完成工作。

配备视觉系统的工业机器人

03智能机器人

智能机器人

第三代机器人

它不仅具有感觉能力，而且还具有独立判断

和行动的能力，并具有记忆、推理和决策能

力，因而能完成更加复杂的动作。

〃智能〃特征

它具有与外部世界一对象、环境和人相适应、

相协调的工作机能，从控制方式看是以一种

〃认知一适应〃的方式自律地进行操作。

f125按工业机器人的驱动类型分类

气压驱动电力驱动

以压缩空气来利用电动机产

驱动执行机构生的力或力矩

驱动执行机构

液压驱动

使用液体油液来利用新的工作原理

驱动执行机构制造的新型驱动器

0125按工业机器人的驱动类型分类

气压驱动液压驱动

优点空气来源方便,动作迅速，相对于气压驱动,液压驱动的机

结构简单,造价低；缺点是空气器人具有大得多的抓举力,抓举

具有可压缩性，工作速度的稳定质量可高达上百千克。液压驱动

性较差，因气源的压力较低，所机器人结构紧凑，传动平稳且动

以此类机器人适宜在对抓举力要作灵敏,但对密封的要求较高，

求小的场合。且不宜在高温或低温的场合工

作，要求的制造精度较高，成本

fl1.2.5按工业机器人的驱动类型分类

NEW

电力驱动新型驱动

电力驱动具有无污染、易于控伴随着机器人技术大发展,出现

制、运动精度高、成本低、驱动利用新的工作原理制造的新型驱

效率高等优点，其应用最广泛。动器，如静电驱动器、压电驱动

器、形状记忆合金驱动器、人工

肌肉及脂区动器等。

f126按工业机器人的作业任务分类

装配机器人

包装机器人

拆卸机器人焊接机器人

点焊机器人

处理机器人弧焊机器人

切割机器人

研磨抛光机器人

搬运机器人

移动小车(AGV)

喷涂机器人码垛机器人

分拣机器人

冲压锻造机器人

CO1.3工业机器人的基本组成与参数

本节导入

虽然工业机器人分为很多种，工作环境和时间也不一样，但是•

它们也有一些共同点一I它们的基本组成是一样的I那么，工业机

器人由哪些部分组成呢？

移动机器人

喷涂机器人

搬运机器人

点焊机器人

弧焊机器人

i1.3.1工业机器人的组成

工业机器人是一种可以

模拟人的手臂、手腕及其功

能的机电一体化装置。从体

系结构来看，一台通用的工

业机器人，可分为：机器人

本体、控制器与控制系统和

示教器这三大部分。

伺服电动机腕关节

肘关节

手腕如图所示，机器

交流伺服电动机人本体也称操作机。

每个关节的它是用来完成各种作

驱动均采用肩关节

业任务的执行机构，

主要由机械臂、驱动

腰关节与传动装置以及传感

基座器三大部分组成。

关节型工业机器人操作机的基本构造

0机械臂

大部分工业机器人为关节型机器人，关节型机器人的机械臂是由关节

连在一起的许多机械连杆的集合体。它本质上是一个拟人手臂的空间开链

式机构，一端固定在基座上，另一端可自由运动。关节通常是移动关节和

旋转关节，移动关节允许连杆作直线移动，旋转关节仅允许连杆之间发生

旋转运动。

$机械臂

基座

＞机器人的基础部分，起支撑作用

•整个执行机构和驱动装置都安装在基座上

•对固定式机器人，直接连接在地面基础上

•对移动式机器人，则安装在移动机构上，可分为有轨和无轨两种

腰部

＞机器人手臂的支撑部分

•根据执行机构坐标系不同，腰部可以在基座上转动，也可以和基座制成一体

•有时腰部也可以通过导杆或导槽在基座上移动，从而增大工作空间

$机械臂

手臂

＞连接机身和手腕的部分

•由操作机的动力关节和连接杆件等构成

•它是执行机构中的主要运动部件，也称主轴，主要用于改变手腕和末端执

行器的空间位置，满足机器人的作业空间，并将各种载荷传递到基座

腕部

＞连接末端执行器和手臂的部分

•将作业载荷传递到臂部，也称次轴

•主要用于改变末端执行器的空间姿态

射驱动与传动装置

_1

工业机器人在运动时，每个关节的运动都是通过驱动装置和传动机构

实现的，驱动装置是向机器人各机械臂提供动力和运动的装置，不同的

机器人，驱动采用的动力源不同，驱动系统的传动方式也不同。

・_-______________」

电力驱动

现代工业上用得到最多的一种

•电力源取用方便

•反应灵敏、驱动力大

监控方便、控制方式灵活

勤驱动与传动装置

驱动机器人所用的电机一般为步进电动机或伺服电动机，目前也有部

分机器人使用力矩电动机，但是成本较高，操作也复杂，而驱动装置的

受控运动必须通过传动单元带动机械臂产生运动，以精确的保证末端执

行器所要求的位置、姿态和实现其运动。

力矩电动机

传感器

传感器是用来检测作业对象及外界环境的，在工业机器人上安装各类

传感器。这些传感器可以帮助机器人的工作，可以大大改善机器人的工

作状况和工作质量，是它们能够高效地完成复杂的任务。

触觉传感器I视觉传感器听觉传感器I接近觉传感器I超声波传感器

II控制器和控制系统

控制系统是工业机器人的神经中枢或控制中心，由计算机硬

件、软件和一些专用电路、控制器、驱动器等构成，如图所示。

控制器主要用来处理工作的全部信息，它根据工程师编写的指令

以及传感器得到的信息来控制机器人本体完成一定的动作。

软件控制系统

可以更方便地建立、编辑机器人控制程序

Robotstudio

工业机器人和控制器

口示教器

示教器是人机交互的一个接口，也称示教盒或示教编程器，

主要是由液晶屏和可触摸操作按键组成，如图所示。控制者在操

作时只需要手持示教器，通过按键把信号传送到控制柜的存储器

中，就能实现对机器人的控制。I

威强Robot-TP-65M示教器

口示教器

示教器上设有用于对机器人进行示教和编程所需的操作按键和按

钮。一般情况下，不同厂家设计的示教器外观不同，但是示教器中都

包含中央的液晶显示区、功能按键区、急停按钮和出入线端口。

®1.3.2工业机器人的主要参数

工业机器人的种类、用途、以及用户要求都不一样，无论如何一

机器人的基本组成是一样的，需要研究的参数也是一样，那么，工

业机器人所需要研究的参数有哪些？

参数？

种类用途

f1.3.2工业机器人的主要参数

现在已出现的工业机器人，在功能和外观上虽有不同，但所有的机器

人都有其适用的作业范围和要求，目前，工业机器人的主要技术参数有以

下几种：自由度、定位精度和重复定位精度、分辨率、工作范围、最大运

动速度和承载能力等。

承载

自由度

能力

定位精度工业机器人的

和重复定

主要技术参数

工作

分辨率范围

醺自由度

自由度是指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目，不包括末端执行

器的开合自由度。一般情况下，机器人的一个自由度对应一个关节，所

以自由度与关节的概念是等同的。自由度是表示机器人动作灵活程度的

参数，自由度越多，机器人越灵活，但结构也越复杂、控制难度也就越

大，所以机器人的自由度要根据其用途设计，一般为3〜6个，如图所示。

1由度示意图

醺自由度

大于6个的自由度称为冗余自由度。冗余自由度增加了机器人的灵活

性，可方便机器人避开障碍物和改善机器人的动力性能。人类的手臂

（大臂、小臂、手腕）共有7个自由度，所以工作起来很灵巧，可回避障

碍物，并可从不同的方向到达同一目标位置。

❹定位精度和重复定位精度

精度是一个位置量相对于其参照系的绝对度量，指机器人手部实际到

达位置与所需要到达的理想位置之间的差距，机器人的精度取决于机械

精度与电气精度。包括定位精度和重复定位精度是两种精度指标。

定位精度

指机器人末端执行器的实际位置与目标位置之间的偏差。

典型的工业机器人定位精度一般在±(0.02-5)mm范围。

重定位精度

指重复定位精度是指机器人重复到达某一目标位置的差异程

度。它是衡量一系列误差值的密集程度，即重复度。

❹定位精度和重复定位精度

△如图所