工業(yè)機(jī)器人看起來(lái)高大尚，很多初學(xué)者學(xué)習(xí)的時(shí)候無(wú)從入手，實(shí)際上只要掌握了以下這些概念和基礎(chǔ)，你完全就理解它的機(jī)理和落地場(chǎng)景了。

　　1.1工業(yè)機(jī)器人常用術(shù)語(yǔ)

　　1.自由度(Degree of Freedom,DOF) 物體相對(duì)坐標(biāo)系能夠進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目稱(chēng)為自由度，對(duì)于自由剛體，具有6個(gè)自由度。自由度常作為機(jī)器人的技術(shù)指標(biāo)，反映機(jī)器人的靈活性，對(duì)于弧焊機(jī)器人一般應(yīng)具有6個(gè)或以上的自由度。

　　2.位姿(Pose)位姿指工具的位置和姿態(tài)。

　　3.末端操作器( End Effector)末端操作器位于機(jī)器人腕部末端，是直接執(zhí)行工作要求的裝置,如夾持器、焊槍、焊鉗等。

　　4.載荷( Payload) 載荷指機(jī)器人手腕部的最大負(fù)重，通常情況下弧焊機(jī)器人載荷為 5-20kg,點(diǎn)焊機(jī)器人 載荷為 50~200kg。

　　5.工作空間( Working Space)

　　工作空間是指機(jī)器人工作時(shí)，其腕軸交點(diǎn)能在空間活動(dòng)的范圍。

　　6.重復(fù)位姿精度( Pose Repeatability)

　　在同一條件下,重復(fù)N 次所測(cè)得的位姿一致的程度。

　　軌跡重復(fù)精度( Path Repeatability)沿同一軌跡跟隨N次,所測(cè)得的軌跡之間的一致程度。 1.2 工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制

　　1.機(jī)器人連桿參數(shù)及連桿坐標(biāo)系變換機(jī)器人手臂可以看作是一個(gè)開(kāi)鏈?zhǔn)蕉噙B桿機(jī)構(gòu)，始端連桿就是機(jī)器人的機(jī)座，末端連桿與工具相連，相鄰連桿之間用一個(gè)關(guān)節(jié)連接在一起。 一個(gè)有6 個(gè)自由度的機(jī)器人，由6 個(gè)連桿和6 個(gè)關(guān)節(jié)組成。編號(hào)時(shí)，機(jī)座稱(chēng)為連桿0 不包含在這6 個(gè)連桿內(nèi)，連桿1 與機(jī)座由關(guān)節(jié)1 相連，連桿2 通過(guò)關(guān)節(jié)2 與連桿1相連，以此類(lèi)推。

　　(1)連桿參數(shù)

　　1)連桿長(zhǎng)度αi-1:連桿兩端軸線間的距離。

　　2)連桿扭角αi-1:連桿兩端軸線間的夾角，方向?yàn)閺妮Si-1到軸。

　　(2)連桿連接參數(shù)

　　1)連桿之間的距離di: αi 、αi-1之間的距離。

　　2)關(guān)節(jié)角θi: αi 、αi-1之間的夾角,方向?yàn)閺?alpha;i-1到αi。

　　2.機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)

　　機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)主要包括兩方面內(nèi)容: (1) 運(yùn)動(dòng)學(xué)正運(yùn)算 已知各關(guān)節(jié)角值,求工具在空間的位置和姿態(tài)。實(shí)際上這是建立運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的過(guò)程。如果通過(guò)傳感器(通常為絕對(duì)編碼器)獲得各關(guān)節(jié)變量的值,就可以 確定機(jī)器人末端連桿上工具的位置和姿態(tài)。這樣就解決了機(jī)器人的正運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題。 (2)運(yùn)動(dòng)學(xué)逆運(yùn)算 已知工具的位姿，求各關(guān)節(jié)角值,這是求解運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的問(wèn)題。換句話(huà)說(shuō)，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，描述的是末端連桿(工具)相對(duì)于基坐標(biāo)系之間的變換矩陣與關(guān)節(jié)變量之間的關(guān)系，是運(yùn)動(dòng)學(xué)方程求解的過(guò)程。 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)只限于對(duì)機(jī)器人相對(duì)于參考坐標(biāo)系的位姿和運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的討論,未涉及引起這些運(yùn)動(dòng)的力和力矩以及與機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。

　　3.機(jī)器人動(dòng)力學(xué)

　　機(jī)器人動(dòng)力學(xué)主要研究機(jī)器人運(yùn)動(dòng)和受力之間的關(guān)系，目的是對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制、優(yōu)化設(shè)計(jì)和仿真。機(jī)器人動(dòng)態(tài)性能不僅與運(yùn)動(dòng)學(xué)因素有關(guān)，還與機(jī)器人的結(jié)構(gòu)形式、質(zhì)量分布、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置、傳動(dòng)裝置等對(duì)動(dòng)力學(xué)產(chǎn)生重要影響的因素有關(guān)。

　　1)機(jī)器人是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，在關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)力矩(驅(qū)動(dòng)力)的作用下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)變化,或與外載荷取得力矩平衡。

　　2)機(jī)器人控制系統(tǒng)是多變量的、非線性的自動(dòng)控制系統(tǒng)，也是動(dòng)力學(xué)耦合系統(tǒng),每一個(gè)控制任務(wù)本身就是一個(gè)動(dòng)力學(xué)任務(wù)。

　　3)動(dòng)力學(xué)的正、逆問(wèn)題:

　�、僬龁�(wèn)題是已知機(jī)器人各關(guān)節(jié)的作用力或力矩,求機(jī)器人各 關(guān)節(jié)的位移、速度和加速度(即運(yùn)動(dòng)軌跡),主要用于機(jī)器人的仿真；

　　②逆問(wèn)題是已知機(jī)器人各關(guān)節(jié)的位移、速度和加速度，求解所需要的關(guān)節(jié)作用力或力矩，以便實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。 機(jī)器人動(dòng)力學(xué)的實(shí)質(zhì)，即求解機(jī)器人動(dòng)態(tài)特性的運(yùn)動(dòng)方程式，一旦給定輸入的力或力矩，就確定了系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)結(jié)果。