Page 35 - 工业机器人控制技术研究

第一章 工业机器人的发展

功能码垛机器人，只有这样才能降低码垛机器人的生产成本，有利于码垛机器人
行业发展，也能降低后期维护和修理成本，码垛机器人制造企业行业也应该信息
共享，共同制定行业标准和规范，实现行业的规范化，便于行业管理，便于完善

售后体系。
（二）码垛机器人的研究内容
1. 码垛机器人结构优化
目前，中国和其他国家码垛机器人按结构类型的不同可分为以下五种：直角

坐标机器人、柱面坐标机器人、球面坐标机器人、多关节机器人和并联机器人等。
直角坐标码垛机器人也称桁架码垛机器人或龙门式码垛机器人，是以直角坐标系
统为基本模型，这种码垛机器人搭配灵活，负载、行程等调整方便，无需复杂算
法控制，在活动范围极大或极小、负载范围较大时都非常适合，但是存在占地面

积大、运行速度慢、安装周期长，维修保养困难等缺点。柱面坐标码垛机器人的
运动空间位置由基座回转、水平移动、竖直移动组合形成，作业空间呈圆柱体。
与直角坐标码垛机器人相比，圆柱坐标型码垛机器人占据空间较小、结构紧凑、
工作范围大、运动直观性强。但因为受到升降机构的限制，一般不能抓取距离地

面高度较小的物料。球面坐标码垛机器人的机械手能够做伸缩移动、水平面内转
动和垂直平面内的摆动，机器人的工作空间形成球面的一部分，因此称为球面坐
标码垛机器人。同圆柱坐标码垛机器人相比，球面坐标码垛机器人在占据同样空
间的情况下，其工作范围扩大了，而且由于其具有俯仰自由度，可以完成从地面

提取工件的任务。缺点是运动直观性差，结构较为复杂，位置误差会随着臂长的
增加而增大。
多关节码垛机器人由多个摆动或回转机构组成，基本结构由底座、大臂和小
臂构成。大臂和小臂可在通过底座的垂直平面内运动，大臂和小臂间的关节称为

肘关节，大臂和底座间的关节称为肩关节。多关节型码垛机器人具有人的手臂的
某些特征，与其他类型的码垛机器人相比，它占据空间最小，工作范围最大，此
外还可以绕过障碍物提取和运送工件，是目前最常见的码垛机器人类型，但其运
动直观性更差，运动规划和驱动控制较为复杂。并联码垛机器人指基座和末端执

行器之间通过至少两个独立的运动链相连接，机构具有两个或两个以上自由度，
是一种以并联方式驱动的闭环机构。结构简单、刚度大、运动精度高、运动能力
强、末端惯性小，在高速、大承载能力的场合具有明显优势，由于工作空间有限，

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