机构、关节与结构

串联机械臂

串联机械臂是一种像人手臂那样搭建的机器人臂:一条单一的刚性节段首尾相接、一节接一节,从固定的底座一直伸到自由的末端。每个关节都叠在前一个之上,而最末端装着一只手或一件工具。“串联”这个词就是说零件是串在一起的——排成一条不间断的序列——所以这条链有明确的起点(底座)和明确的终点(末端),中间没有任何东西绕回来成环。这是工业和日常机械臂里最常见的形态。

它最大的长处是触及范围广、灵活性高。因为每多一个关节就多一种弯折方式,串联臂能把工具挥到很大一片空间里,还能从许多不同角度逼近目标——这对在车身内部焊接、给曲面板喷漆,或绕过障碍去够东西都很方便。指挥它也相当自然:每个关节大体上能各自活动,各段的运动只是从底座向末端层层叠加起来。

代价正来自这同一种层层叠加的设计。每个关节和电机都得撑住它之外的全部重量——后面所有节段、工具,以及所搬运的东西——所以靠近底座的零件必须粗壮有力,而靠前关节的小误差会在远端被放大,就像肩膀上一点点抖动会在指尖变成大幅晃动。这使得串联臂比闭环式设计稍软、稍欠精准,但它的便利让它无处不在。

你在工厂车间里看到的那种橙色六关节机械臂——绕着汽车车架挥动点焊枪的——就是串联机械臂。每一台本质上都是腰、肩、肘、腕的动力版本,末端接着一只夹爪或焊枪。

底座 → 关节 → 关节 → …… → 工具:一条不间断的线,就像一条手臂。

典型的工业串联臂有六个关节,这是在可达范围内把工具摆到任意位置、任意角度所需的最少数目。

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