文档介绍：1. 自由度的数目
机器人的自由度数目应该与所完成的任务相匹配，并不是在完成任何任务时，机器人都需要6个自由度.
1) 大多数情况下，末端执行器均具有一个对称轴
第八章机器人的机械设计§ 基于任务需求的设计
2) 末端执行器具有对称轴，可以减少自由度

3) 在一些任务中，当由主动定位装置来放置零件时则可以使用少于6个自由度的机器人
第八章机器人的机械设计§ 基于任务需求的设计
4) 很多任务都可以在少于6个自由度的情况下完成
Placement of components on circuit bourds provides a common example of this. Circuit boards generally are planar and contain parts of various heights. Positioning parts on a planar surface requires three degrees of freedom ( ); in order to lift and insert the parts, a fourth motion normal to the plane is added ( ).
第八章机器人的机械设计§ 基于任务需求的设计
2. 工作空间

工作任务的规模决定了需要的工作空间.
避免自身干涉.
避免执行器与周围发生碰撞.
第八章机器人的机械设计§ 基于任务需求的设计
3. 速度:
一个明显的目标是使操作臂具有越来越高的速度.
高速度提供了明显的竞争优势，比人工劳动具有经济竞争力.
速度大小由操作性质决定，而不是操作臂本身限制了速度，例如焊接机器人.
加速能力也非常重要.
第八章机器人的机械设计§ 基于任务需求的设计
4. 负载能力
负载能力与操作臂的结构尺寸、动力传递系统和驱动器有关.
5. 重复精度和定位精度
机器人的精度与其制造的具体过程有关，而不在于操作臂的设计。
第八章机器人的机械设计§ 基于任务需求的设计
一旦所需要的自由度确定之后，必须合理布置各个关节来实现这些自由度.
1、关节数目等于要求的自由度数目
2、大多数采用最后n-3个关节的腕部结构来确定姿态，而前三个关节来确定位置
3、也存在其他一些具有封闭运动学解的构形。
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第八章机器人的机械设计§ 运动学构形
1. 笛卡尔操作臂
Joint 1 through 3 are prismatic, mutually orthogonal.
---The inverse kinematic solution is trivial, and prevents kinematic singularities.
---Produces robots with very stiff structures. Very large robots can be built, But retrofitting into existing workcells extremely difficult.
第八章机器人的机械设计§ 运动学构形
第八章机器人的机械设计§ 运动学构形
铰接型操作臂
关节1-关节3都是移动副，且互相垂直，自然解耦.
第八章机器人的机械设计§ 运动学构形