現在市場(chǎng)上供應的工業(yè)機器人，其關(guān)節數為3～7個(gè)。Z典型的工業(yè)機器人具有6個(gè)關(guān) 節，存在6個(gè)自由度，帶有夾手(通常稱(chēng)為手或末端執行裝置)。辛辛那提-米拉克龍 T3 、 尤尼梅遜的PUMA 650 和斯坦福機械手都是具有6個(gè)關(guān)節的工業(yè)機器人，并分別由液壓、 氣壓或電氣傳動(dòng)裝置驅動(dòng)。其中，斯坦福機械手具有反饋控制，它的一個(gè)關(guān)節控制方框圖 如圖5-11所示。從圖可見(jiàn)，它有個(gè)光學(xué)編碼器，以便與測速發(fā)電機一起組成位置和速度反饋。這種工業(yè)機器人是一種定位裝置，它的每個(gè)關(guān)節都有一個(gè)位置控制系統。

圖5 - 11 斯坦福機械手的位置控制系統方框圖

如果不存在路徑約束，那么控制器只要知道夾手要經(jīng)過(guò)路徑上所有指定的轉彎點(diǎn)就夠 了�？刂葡到y的輸入是路徑上所需要轉彎點(diǎn)的笛卡兒坐標，這些坐標點(diǎn)可能通過(guò)兩種方法 輸入，即：

1)以數字形式輸入系統。

2)以示教方式供給系統，然后進(jìn)行坐標變換，即計算各指定轉彎點(diǎn)處在笛卡兒坐標 系中的相應關(guān)節坐標[q₁,…,q₆] 。 計算方法與坐標點(diǎn)信號輸入方式有關(guān)。

對于數字輸人方式，對f-¹[q₁,…,q₆] 進(jìn)行數字計算；對于示教輸入方式，進(jìn)行 模擬計算。其中，f-¹[qi,…,q₆] 為f[q₁,…,q₆] 的逆函數，而 f[q₁,…,q₆] 為含有 六個(gè)坐標數值的矢量函數。Z后，對機器人的關(guān)節坐標點(diǎn)逐點(diǎn)進(jìn)行定位控制。假如允許 機器人依次只移動(dòng)一個(gè)關(guān)節，而把其他關(guān)節鎖住，那么每個(gè)關(guān)節控制器都很簡(jiǎn)單。如果 多個(gè)關(guān)節同時(shí)運動(dòng)，那么各關(guān)節間力的互相作用會(huì )產(chǎn)生耦合，使控制系統變得復雜。

單關(guān)節控制器的傳遞函數

把機器人看做剛體結構。圖5-12給出單個(gè)關(guān)節的電動(dòng)機齒輪-負載聯(lián)合裝置示意圖。