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机器人的自由度是什么?想了解一下工业机器人的基本知识

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先讲一下工业机器人的概念,工业机器人是指面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥,按照预先编排的程序运行。
工业机器人是由主体、驱动系统及控制系统等部分构成。主体包括机座与执行机构,内含臀部、腕部与手部,部分机器人可能还配有行走机构。绝大多数存在若干运动自由度(3~6个),其中,腕部的运动自由度为1~3个;驱动系统包含动力装置与传动机构,作用为使执行机构完成相应动作;另外,控制系统严格按输入程序向执行机构与驱动机构发出明确指令信号,实现控制目的。
 
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盛世流光

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自由度是确定一个系统在空间中的位置所需要的最小坐标数。例如火车车厢沿铁轨的运动,只需从某一起点站沿铁轨量出路程,就可完全确定车厢所在的位置,即其位置用一个量就可确定,我们说火车车厢的运动有一个自由度;汽车能在地面上到处运动,自由程度比火车大些,需要用两个量(例如直角坐标x,y)才能确定其位置,我们说汽车的运动有两个自由度;飞机能在空中完全自由地运动,需要用三个量(例如直角坐标x,y,z)才能确定其位置,我们说飞机在空中的运动有三个自由度。所谓自由度数就是确定物体在空间的位置所需独立坐标的数目。
 结构型式:多关节型;

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    自由度:6;

                手腕的旋扭角度范围:T轴(0度~360度);

                手腕的弯曲运动范围:B轴(-45度~120度);

                手腕的横摆运动范围:R轴(-150度~150度);

                小臂的摆动范围:U轴(-75度~120度);

                大臂的摆动范围:L轴(-75度~120度);

                腰部旋转角度范围:S轴(-160度~160度)。



 
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有始有终

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自由度通常作为机器人的技术指标,反映机器人动作的灵活性,可用轴的直线移动、摆动或旋转动作的数目来表示。机器人机构能够独立运动的关节数目,称为机器人机构的运动自由度,简称自由度(Degree of Freedom),由DOF简写表示。目前工业机器人采用的控制方法是把机械臂上每一个关节都当作一个单独的伺服机构,即每个轴对应一个伺服器,每个伺服器通过总线控制,由控制器统一控制并协调工作。
机器人轴的数量决定了其自由度。是不是自由度越多越好呢?自由度越多就越接近人手的动作机能,通用性就越好;但是自由度越多,结构越复杂,对机器人的整体要求就越高,这是机器人设计中的一个矛盾。随着轴数的增加,机器人的灵活性也随之增长。但是,在目前的工业应用中,用得最多的是三轴、四轴、五轴双臂和六轴的工业机器人,轴数的选择通常取决于具体的应用。这是因为,在某些应用中,并不需要很高的灵活性,而三轴和四轴机器人具有更高的成本效益,并且三轴和四轴机器人在速度上也具有很大的优势。如果只是进行一些简单的应用,例如在传送带之间拾取放置零件,那么四轴的机器人就足够了。如果机器人需要在一个狭小的空间内工作,而且机械臂需要扭曲反转,六轴或者七轴的机器人是最好的选择。

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