机器人的工作范围

 

　　作业范围（Working Range）又称为作业空间，它是指机器人在未装置结尾执行器时，其手腕参考点所能抵达的空间；作业范围需要剔除机器人运动过程中或许发生磕碰、干与的区域和奇点。在实际使用时，还需要考虑装置结尾执行器后或许发生的磕碰。

 

　　奇点（Singularity）又称奇异点，在数学上的含义，它是不满足全体性质的个别点。因为机器人方位操控采用的是逆运动学，使得正常作业范围内的某些方位存在多种完成的或许，这就是奇点。根据美国机器人工业协会（RIA）等规范的界说，机器人奇点是「由两个或多个机器人轴的共线对准所引起的、机器人运动状态和速度不行预测的点」。奇点一般存在于作业空间的边际；如奇异点连成一片，则称为「空穴」。

 

　　机器人的作业范围与机器人的结构形状有关，关于常见的典型结构机器人，其作业空间别离如下。

 

　　① 全范围作业机器人。在不同结构形状的机器人中，图 1.5-6 所示的直角坐标机器人、并联机器人、SCARA 机器人一般无运动干与区，可以在整个作业范围内进行作业。直角坐标机器人的定位通过三维直线运动来完成，其作业空间为实心立方体；并联机器人的定位通过 3 个并联轴的摇摆来完成，其作业范围为锥底圆柱体；SCARA 机器人的定位通过 3 轴摇摆和笔直升降来完成，其作业范围为圆柱体。

 

 

　　② 部分范围作业机器人。圆柱坐标、球坐标和垂直串联机器人存在运动干涉区，故只能进行图 1.5-7 所示的部分空间作业。圆柱坐标机器人的定位通过 2 轴直线加 1 轴回转摆动实现，摆动轴存在运动死区，其作业范围为部分圆柱体。球坐标型机器人的定位通过 1 轴直线加 2 轴回转摆动实现，摆动轴和回转轴均存在运动死区，作业范围为部分球体。垂直串联关节型机器人的定位通过腰、下臂、上臂 3 个关节的回转和摆动实现，摆动轴存在运动死区，其作业范围为不规则球体。