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机器人的运动轴和坐标系

概述

机器人的运动轴和坐标系是机器人系统中的重要概念。机器人通过

运动轴控制自身的运动，并通过坐标系来描述和规划任务中的各个位

置和方向。本文将介绍机器人系统中常见的运动轴类型和常用的坐标

系。

运动轴

关节运动轴

关节运动轴是机器人系统中最常见的一种运动轴类型。它是由关节

驱动器控制的旋转或者转动运动。关节运动轴通常用于工业机器人中，

例如6轴工业机器人。

旋转关节运动轴

旋转关节运动轴使机器人的动作类似于人的手臂，可以在各个关节

上进行旋转运动。这种类型的运动轴广泛应用于工业生产线，如焊接、

装配等。

平移关节运动轴

平移关节运动轴使机器人可以沿着某个轴线上下平移运动。这种类

型的运动轴一般用于需要上下移动的操作，如搬运和装卸。

直线运动轴

直线运动轴使机器人能够沿直线轨迹进行移动。它通常由线性导轨

和电机驱动器组成，使机器人的运动更加精准和灵活。直线运动轴广

泛应用于需要精密定位的任务，如数控加工、激光切割等。

柔性运动轴

柔性运动轴是指可以进行柔性调整形状的运动轴。它通过使用弹性

元件或软管来实现灵活的形变。柔性运动轴常用于需要进行复杂路径

和形状移动任务的场合，例如机器人手指和灵巧手的设计。

坐标系

机器人基座坐标系

机器人基座坐标系是机器人系统中最常见的坐标系之一。它通常以

机器人的基座为原点建立，用来描述机器人的位置和方向。机器人的

所有其他坐标系都是相对于基座坐标系来定义的。

世界坐标系

世界坐标系是机器人系统中使用的全局坐标系。它通常以工作场地

的某个固定点为原点建立，用于描述机器人在工作场地中的位置和方

向。世界坐标系可以作为参考坐标系，用于描述机器人在工作场地中

的绝对位置。

工具坐标系

工具坐标系是机器人系统中的一种相对坐标系，通常用于描述机器

人末端执行器（例如夹具、工具）的位置和方向。工具坐标系通常通

过标定和测量得到，可以根据具体任务的需求进行调整和校准。

关节坐标系

关节坐标系是机器人系统中用于描述机器人各个关节的位置和方向

的坐标系。关节坐标系是相对于机器人基座坐标系来定义的，可以通

过正运动学和逆运动学的方法进行计算和转换。

总结

机器人的运动轴和坐标系是机器人系统中的核心概念，对于机器人

的运动控制和任务规划具有重要意义。了解不同类型的运动轴和坐标

系可以帮助我们更好地理解和应用机器人技术。