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一种四自由度码垛机器人机构和运动分析 1 前言 随着物流、食品和石化等行业的不断发展，码垛机器人发挥着越来越重 要的作用，它不仅可以准确、高效地完成码垛作业，而且可以降低工人的劳动 强度，提高生产效率。 目前，国外主要机器人厂家，如 ABB 、FANUC 等，均有较为完善的码 垛机器人产品系列，垄断了国内外市场；而国内，码垛机器人的研究起步不久， 还未有成熟的，产业化的码垛机器人产品出现。本文研究了 ER300 码垛机器人 结构特点及运动空间，展现了一般码垛机器人与六自由度机器人的结构差异和 运动空间形成方式。 2 码垛机器人机构分析 基于码垛任务的实际需要，码垛机器人通常具有四自由度。与一般垂直 型六自由度串联工业机器人的结构不同，码垛机器人通过在肩部串联两个平行 四边形结构使得腕关节旋转轴始终与地面垂直，从而使被抓持物始终处于水平 状态；腕部结构简单，没有复杂的姿态调整结构。目前，码垛机器人使用较为 广泛的结构之一，如将此外， ER300 机器人采用了将 3 轴电机和减速器均固定 在三角架上的安装方式。该种连接方式使得三角架和大臂副杆承受了小臂、手 腕体和负载等组件关于 3 轴的转矩 M,但小臂不与大臂耦合旋转，在很大程度上 简化机器人的运动方式和控制方法。 鉴于 ER300 码垛机器人没有复杂的耦合运动，本文不采用传统的 D-H 方法进行计算。为研究计算 D 点运动可达空间，这里将全局坐标系原点 O0 固 定在 1 轴与地面的交点处， Y0 与 1 轴重合，其余局部坐标系如在全局坐标系 中，各关节点坐标与关节旋转角之间的换算关系如下：