机器人机械手臂的结构设计和运动学分析
摘要
在本文中我们说明了具有六自由度的机器人的机械手臂可以分为两部分：以前三个关节相连的手臂为主要定位和最后三个关节相连的手腕为主要方向。建议把五个机械手臂和两个机械手腕作为商业机器人机械手的基本结构。这种简化可以导致不同组合的手臂和手腕为相应配置的通用算法的逆运动学。对于机器人的机械手逆运动学的数值解和封闭形式的解决方案，本文对此给出了非常有效和方便的方法。
关键词：运动学
1简介
逆运动学机械手臂机械手腕机器人
一个机械手包括被关节连接在一起的一系列链接，在机械手设计过程中，运动链的选择在机械和控制器的设计过程中尤为重要，为了控制机械手的末端执行器，六个自由度有以下要求三个自由度确定位置，另外三个自由度确定方向。每个机械手关节处可以提供一个自由度，如果它是在适当的位置和方向提供六个正交自由度，那么机械手至少要有六个关节点。机械手的结构取决于关节的不同组合。工业机器人可能出现的结构的变化可以确定如下DFV6其中：V是变化的数目DF是自由度范围变化的数目这些因素表明大量的不同的链接可以构造例如六轴46656链接是可能的。然而大量数据也表明了它不适合运动的原因。我们可以把六自由度的机器人机械手分为两部分由前三个关节和相关链接组成的手臂和后三个关节和相关链接组成的手腕，之后运动链的变化会极大地减少。Lie
已经研究了手臂和手腕的结构，有20种手臂和八种手腕的结构成果。在本文中我们把20种不同的手臂和12种不同的手腕结构减缩为通用的12种手臂和5种手腕结构，最后我们作出结论5种手臂和2种手腕是工商业机械手的基本结构。这种简化会导致逆运动学的通用算法的配置形成不同的组合手臂和手腕。
2机器人机械手的结构设计
本文对最佳工作环境和简单结构我们假设如下a：六自由度的机器人可分为两个部分和前三个关节连接组成的和相关连接称为臂，这个连接的其余关节和相关连接被称为的手腕。b：两个链接是由一个低副连接，只有转动和线性关节用于机器人的机械手。c：关节轴是垂直的或相互平行的。根据作者的文献假设机器人机械手适用于大多数工商业，我们可以分别考虑的其结构手臂和手腕。21机械手臂的结构211图形表示画一个机器人的侧视图或正视图是复杂的不能够明确各部分如何移动的关系。画一个机器人在平面的图太简单不能够明确表示其结构。我们忽略这些问题，用一个简单的三维
f图来表示机器人机械r