機構、關節與結構

串聯機械臂

串聯機械臂是一種像人手臂那樣搭建的機器人臂:一條單一的剛性節段首尾相接、一節接一節,從固定的底座一直伸到自由的末端。每個關節都疊在前一個之上,而最末端裝著一隻手或一件工具。「串聯」這個詞就是說零件是串在一起的——排成一條不間斷的序列——所以這條鏈有明確的起點(底座)和明確的終點(末端),中間沒有任何東西繞回來成環。這是工業和日常機械臂裡最常見的形態。

它最大的長處是觸及範圍廣、靈活性高。因為每多一個關節就多一種彎折方式,串聯臂能把工具揮到很大一片空間裡,還能從許多不同角度逼近目標——這對在車身內部焊接、給曲面板噴漆,或繞過障礙去夠東西都很方便。指揮它也相當自然:每個關節大體上能各自活動,各段的運動只是從底座向末端層層疊加起來。

代價正來自這同一種層層疊加的設計。每個關節和馬達都得撐住它之外的全部重量——後面所有節段、工具,以及所搬運的東西——所以靠近底座的零件必須粗壯有力,而靠前關節的小誤差會在遠端被放大,就像肩膀上一點點抖動會在指尖變成大幅晃動。這使得串聯臂比閉環式設計稍軟、稍欠精準,但它的便利讓它無處不在。

你在工廠車間裡看到的那種橙色六關節機械臂——繞著汽車車架揮動點焊槍的——就是串聯機械臂。每一台本質上都是腰、肩、肘、腕的動力版本,末端接著一隻夾爪或焊槍。

底座 → 關節 → 關節 → …… → 工具:一條不間斷的線,就像一條手臂。

典型的工業串聯臂有六個關節,這是在可達範圍內把工具擺到任意位置、任意角度所需的最少數目。

又稱
serial armopen-chain manipulator串联机器人串聯機器人