按照機(jī)械結(jié)構(gòu)（坐標(biāo)形式）分類

工業(yè)機(jī)器人的分類根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)（坐標(biāo)形式）分類主要內(nèi)容要求熟練掌握工業(yè)機(jī)器人的分類方法。掌握并聯(lián)機(jī)器人和串聯(lián)機(jī)器人的分類和特點(diǎn)。按機(jī)器人的發(fā)展等級分類機(jī)器人的分類及功能概要機(jī)器人種類簡要解釋操作型機(jī)器人能自動控制可重復(fù)編程，多功能，有幾個自由度，可固定或運(yùn)動，用于相關(guān)自動化系統(tǒng)中程控型機(jī)器人按預(yù)先的要求及順序條件，依次控制機(jī)器人的機(jī)械動作示教再現(xiàn)型機(jī)器人通過引導(dǎo)或其它方式，先教會機(jī)器人動作，輸入工作程序，機(jī)器人則自動重復(fù)進(jìn)行作業(yè)數(shù)控型機(jī)器人不必使機(jī)器人動作，通過數(shù)值、語言等對機(jī)器人進(jìn)行示教，機(jī)器人根據(jù)示教后的信息進(jìn)行作業(yè)感覺控制型機(jī)器人利用傳感器獲取的信息控制機(jī)器人的動作適應(yīng)控制型機(jī)器人機(jī)器人能適應(yīng)環(huán)境的變化，控制其自身的行動學(xué)習(xí)控制型機(jī)器人機(jī)器人能“體會”工作的經(jīng)驗(yàn)，具有一定的學(xué)習(xí)功能，并將所“學(xué)”的經(jīng)驗(yàn)用于工作中智能機(jī)器人以人工智能決定其行動的機(jī)器人按照機(jī)械結(jié)構(gòu)（坐標(biāo)形式）分類串聯(lián)機(jī)器人并聯(lián)機(jī)器人串聯(lián)機(jī)器人串聯(lián)機(jī)器人是開式運(yùn)動鏈，它是由一系列連桿通過轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)或移動關(guān)節(jié)串聯(lián)而成。關(guān)節(jié)由驅(qū)動器驅(qū)動，關(guān)節(jié)的相對運(yùn)動導(dǎo)致連桿的運(yùn)動，使手爪到達(dá)一定的位姿。機(jī)構(gòu)運(yùn)動特征是用其坐標(biāo)特性來描述的。按基本動作機(jī)構(gòu)，工業(yè)機(jī)器人通?？煞譃椋骸裰鴺?biāo)機(jī)器人●球坐標(biāo)機(jī)器人●笛卡爾坐標(biāo)機(jī)器人●多關(guān)節(jié)型機(jī)器人。柱坐標(biāo)機(jī)器人當(dāng)水平臂或桿架安裝在一垂直柱上，而該柱又安裝在一個旋轉(zhuǎn)基座上，這種結(jié)構(gòu)可稱為柱坐標(biāo)機(jī)器人。柱坐標(biāo)機(jī)器人具有一個回轉(zhuǎn)和兩個平移自由度，其動作空間呈圓柱體。柱坐標(biāo)機(jī)器人運(yùn)動特點(diǎn)如下：●手臂可伸縮（沿r方向）●滑動架（或托板）可沿柱上下移動（z軸方向）●水平臂和滑動架組合件可作為基座上的一個整體而旋轉(zhuǎn)（繞z軸）一般旋轉(zhuǎn)不允許超過360°根據(jù)機(jī)械上的要求，其手臂伸出長度有一最小值和最大值，所以機(jī)器人總的體積或其工作包絡(luò)范圍呈圓柱體。球坐標(biāo)機(jī)器人球坐標(biāo)機(jī)器人的空間位置分別由旋轉(zhuǎn)、擺動和平移3個自由度確定。由于機(jī)械和驅(qū)動連線的限制，機(jī)器人的工作包絡(luò)范圍是球體的一部分。其工作特點(diǎn)如下：●手臂可伸出縮回范圍R，類似于可伸縮的望遠(yuǎn)鏡套筒●在垂直面內(nèi)繞β軸旋轉(zhuǎn)●在基座水平內(nèi)轉(zhuǎn)動角度為θ

笛卡爾坐標(biāo)機(jī)器人笛卡爾坐標(biāo)機(jī)器人也稱為直角坐標(biāo)機(jī)器人，按其結(jié)構(gòu)樣式可分為兩類：懸臂笛卡爾式和門形笛卡爾式?！駪冶鄣芽柺綑C(jī)器人只在平行于笛卡爾坐標(biāo)軸X、Y、Z的方向上移動其工作空間所受約束較其它機(jī)器人所受的約束少重復(fù)性和精度高其坐標(biāo)更近乎于自然狀態(tài)，故編程容易有些運(yùn)動形式，此結(jié)構(gòu)可能較難完成●門形笛卡爾式機(jī)器人門形笛卡爾式機(jī)器人也稱為桁架機(jī)器人，。它一般在需要精確移動及負(fù)載較大的場合使用，這類機(jī)器人常常安裝在頂板（天花板）上。多關(guān)節(jié)機(jī)器人多關(guān)節(jié)型機(jī)器人由多個旋轉(zhuǎn)和擺動機(jī)構(gòu)組合而成。這類機(jī)器人結(jié)構(gòu)緊湊、工作空間大、動作最接近人的動作，對涂裝、裝配、焊接等多種作業(yè)都有良好的適應(yīng)性，應(yīng)用范圍越來越廣。依據(jù)其動作空間的形狀可分為三種：●純球狀●平面四邊形球狀●圓柱狀●純球狀這種最普通的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)中，機(jī)器人所有的連桿都用樞軸裝置而成，因而都可以旋轉(zhuǎn)。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)主要是機(jī)械臂可以夠得著機(jī)器人基座附近的地方，并越過其工作范圍內(nèi)的人和障礙物。●平行四邊形球狀用多重閉合的平行四邊形的連桿機(jī)構(gòu)代替單一的剛性構(gòu)件的上臂的機(jī)器人即為平行四邊形球狀。這種結(jié)構(gòu)有以下幾個優(yōu)點(diǎn)：它允許關(guān)節(jié)驅(qū)動器位置靠近機(jī)器人的基座或裝在機(jī)器人的基座上采用同樣大小的執(zhí)行器時所具有的承載能力就比球體關(guān)節(jié)的機(jī)器

人要大。這種結(jié)構(gòu)的機(jī)器人剛度比其它大多數(shù)機(jī)械手大。缺點(diǎn)是工作范圍相比，受到較大限制?！駡A柱狀圓柱狀關(guān)節(jié)機(jī)器人也稱為SCARA機(jī)器人，這種結(jié)構(gòu)用多重鉸接開放運(yùn)動學(xué)鏈系代替純圓柱狀機(jī)器人中的單一γ軸部件。具有精密且快速的優(yōu)點(diǎn)，但一般垂直作用范圍有限（Z方向）。

通常Z方向用一簡單的氣缸或步進(jìn)電機(jī)控制，而其它軸則采用較精巧的電氣執(zhí)行器。并聯(lián)機(jī)器人并聯(lián)機(jī)器人的并聯(lián)機(jī)構(gòu)是一種閉環(huán)機(jī)構(gòu)，其動平臺或稱末端執(zhí)行器通過至少兩個獨(dú)立的運(yùn)動鏈與支架相連接。它與串聯(lián)機(jī)器人在哲學(xué)上呈對立統(tǒng)一的關(guān)系，具有如下幾個特點(diǎn)：●無累積誤差，精度較高●驅(qū)動裝置可置于定平臺或接近動平臺的位置，這樣運(yùn)動部分重量輕，速度高，動態(tài)響應(yīng)好●結(jié)構(gòu)緊湊，剛度高，承載能力大●完全對稱的并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有較好的各向同性●工作工件較小機(jī)器人的并聯(lián)機(jī)構(gòu)依據(jù)運(yùn)動形式可分為兩類：

平面移動機(jī)構(gòu)

平面機(jī)構(gòu)

平面移動轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)

空間純移動機(jī)構(gòu)

空間機(jī)構(gòu)空間純轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)空間混合運(yùn)動機(jī)構(gòu)按照并聯(lián)機(jī)構(gòu)的自由度來分：

●兩自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)●三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)●四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)●五自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)●六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)兩自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)兩自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)是并聯(lián)機(jī)構(gòu)領(lǐng)域中，自由度最少的機(jī)構(gòu)。依據(jù)結(jié)構(gòu)形式可分為平面結(jié)構(gòu)和球面結(jié)構(gòu)兩大類，主要適用于平面或球面定位。兩自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式如5-R、3-R-2-P（R表示轉(zhuǎn)動副、P表示移動副）。平面兩自由度并聯(lián)機(jī)器人是指能夠?qū)崿F(xiàn)平面2個移動自由度機(jī)器人。主要應(yīng)用于在空間內(nèi)定位平面內(nèi)的點(diǎn)，能實(shí)現(xiàn)平面上任意軌跡。平面5桿機(jī)構(gòu)是最典型的2自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，這類機(jī)構(gòu)一般具有2個移動運(yùn)動。三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)種類較多，形式較復(fù)雜，一般三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有以下幾種形式：（1）平面三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)。（2）球面三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)（3）三自由度移動并聯(lián)機(jī)構(gòu)（4）空間三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)（5）增加輔助桿件和運(yùn)動副的空間機(jī)構(gòu)四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)四自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)大多不是完全并聯(lián)機(jī)構(gòu)，如2-UPS-1-RRRR機(jī)構(gòu)，運(yùn)動平臺通過3個支鏈與定平臺相連，有2個運(yùn)動鏈?zhǔn)窍嗤?，各具?個虎克鉸U、1個移動副P，其中P和其中一個的R是驅(qū)動副，因此這種機(jī)構(gòu)不是完全并聯(lián)機(jī)構(gòu)。五自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)國際上一直認(rèn)為不存在全對稱五自由度并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)。相對而言，非對稱五自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)比較容易綜合。Lee和Park在1999年提出一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的雙層5自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，Jin等在2001年綜合出具有三個移動自由度和兩個轉(zhuǎn)動自由度的非對稱5自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，高峰等在2002年通過給六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)添加一個五自由度約束分支的方法，