工業(yè)機器人看起來高大尚，很多初學(xué)者學(xué)習(xí)的時候無從入手，實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理和落地場景了。

　　1.1工業(yè)機器人常用術(shù)語

　　1.自由度(Degree of Freedom,DOF) 物體相對坐標系能夠進行獨立運動的數(shù)目稱為自由度，對于自由剛體，具有6個自由度。自由度常作為機器人的技術(shù)指標，反映機器人的靈活性，對于弧焊機器人一般應(yīng)具有6個或以上的自由度。

　　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) 載荷指機器人手腕部的最大負重，通常情況下弧焊機器人載荷為 5-20kg,點焊機器人 載荷為 50~200kg。

　　5.工作空間( Working Space)

　　工作空間是指機器人工作時，其腕軸交點能在空間活動的范圍。

　　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,所測得的軌跡之間的一致程度。 1.2 工業(yè)機器人運動控制

　　1.機器人連桿參數(shù)及連桿坐標系變換機器人手臂可以看作是一個開鏈式多連桿機構(gòu)，始端連桿就是機器人的機座，末端連桿與工具相連，相鄰連桿之間用一個關(guān)節(jié)連接在一起。 一個有6 個自由度的機器人，由6 個連桿和6 個關(guān)節(jié)組成。編號時，機座稱為連桿0 不包含在這6 個連桿內(nèi)，連桿1 與機座由關(guān)節(jié)1 相連，連桿2 通過關(guān)節(jié)2 與連桿1相連，以此類推。

　　(1)連桿參數(shù)

　　1)連桿長度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，方向為從軸i-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,方向為從αi-1到αi。

　　2.機器人運動學(xué)

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

　　3.機器人動力學(xué)

　　機器人動力學(xué)主要研究機器人運動和受力之間的關(guān)系，目的是對機器人進行控制、優(yōu)化設(shè)計和仿真。機器人動態(tài)性能不僅與運動學(xué)因素有關(guān)，還與機器人的結(jié)構(gòu)形式、質(zhì)量分布、執(zhí)行機構(gòu)的位置、傳動裝置等對動力學(xué)產(chǎn)生重要影響的因素有關(guān)。

　　1)機器人是一個復(fù)雜的動力學(xué)系統(tǒng)，在關(guān)節(jié)驅(qū)動力矩(驅(qū)動力)的作用下產(chǎn)生運動變化,或與外載荷取得力矩平衡。

　　2)機器人控制系統(tǒng)是多變量的、非線性的自動控制系統(tǒng)，也是動力學(xué)耦合系統(tǒng),每一個控制任務(wù)本身就是一個動力學(xué)任務(wù)。

　　3)動力學(xué)的正、逆問題:

　�、僬龁栴}是已知機器人各關(guān)節(jié)的作用力或力矩,求機器人各 關(guān)節(jié)的位移、速度和加速度(即運動軌跡),主要用于機器人的仿真；

　　②逆問題是已知機器人各關(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，以便實現(xiàn)實時控制。 機器人動力學(xué)的實質(zhì)，即求解機器人動態(tài)特性的運動方程式，一旦給定輸入的力或力矩，就確定了系統(tǒng)的運動結(jié)果。