3、机器人技术：从机械臂到移动机器人的全面解析

机器人技术：从机械臂到移动机器人的全面解析

1. 机器人基础与运动链系统

机器人系统中，以运动链形式存在的是最为基础的类型，其他更复杂的机器人系统可由其组装而成。分析、模拟或合成运动链控制器的方法，同样适用于具有更复杂连接性的子系统。机器人机械臂便是形成运动链的典型机器人示例。有一种特殊的设计，将驱动装置安装在机器人基座或腰部，可减少机械臂的惯性，包含开环和闭环链作为子系统的这种系统，被称为混合机械臂。

2. 按工作空间几何形状分类机器人

机器人的另一种分类方法是依据其工作空间几何形状。机械臂的工作空间指的是末端执行器能够到达的空间体积。末端执行器至少能以一种方向或姿态到达的所有点的集合，称为可达工作空间；而末端执行器能以所有可能的方向或姿态到达的所有点的集合，则是灵活工作空间。显然，灵活工作空间是可达工作空间的子集。多数工业串联机械臂的设计特点是，其前三个运动连杆比其余连杆长，这些内部连杆主要用于控制末端执行器的位置，而其余外侧连杆通常用于控制末端执行器的姿态或方向。一般来说，与前三个连杆相关的子组件称为手臂，其余外侧连杆构成手腕。常见的工作空间类型有以下几种：
|工作空间类型|特点|
| ---- | ---- |
|笛卡尔型|由三个相互正交的棱柱关节定义，工作空间相对规则|
|圆柱型|可达空间呈圆柱状|
|球型|可通过球形坐标描述运动，工作空间较大|
|关节型|运动类似人类手臂，工作空间灵活|

下面是工作空间类型的简单流程图：

graph LR
    A[机器人工作空间] --> B[笛卡尔型]