串联工业机器人偏爱6自由度机械臂,主要是因为这种配置能够提供足够的灵活性和精确性,以完成复杂的三维空间任务,有以下几个原因:
1、三维空间运动的需要:在三维空间中,一个刚体的位置和姿态需要六个参数来描述,即三个方向的平移和绕三个轴的旋转,为了在三维空间内实现不受约束的运动,工业机器人末端需要至少6个自由度。
2、模仿人类手臂:人类的手臂具有七个自由度,但其中有一个自由度是冗余的,用于增加灵活性,六自由度的机械臂可以模仿人类手臂的基本功能,同时保持成本效益和结构简化。
3、经济性和实用性:虽然增加自由度可以提高机器人的灵活性,但也会增加制造成本和维护难度,六自由度的机械臂在满足大多数作业需求的同时,也考虑了成本和实用性的平衡。
4、模块化关节的需求:采用六自由度构型主要是为了满足模块化关节的需要,这种设计使得运动学求解相对简单,且在力学结构上更为稳定。
5、避障能力:六自由度工业机械臂通过分析其运动学特性,并采用避障轨迹规划方法,可以在复杂环境中有效避免障碍物,提高作业效率。
串联工业机器人偏爱6自由度机械臂是因为这种配置能够在满足三维空间作业需求的同时,兼顾成本效益、结构稳定性和操作灵活性,在某些特定应用中,可能会根据实际需求选择不同自由度的机械臂。