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人人好公，则天下太平；人人营私，则天下大乱。——刘鹗

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。

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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。

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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

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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。

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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。