關(guān)于機器人臂展相關(guān)知識的深度解讀

（文章來源：新戰(zhàn)略機器人網(wǎng)）

?臂展，是指并聯(lián)機器人末端在水平面上的最大工作直徑，機器人P點在水平面可達到的最遠點到機器人基座中心點的距離則為最大工作半徑，即臂展的一半。最大拾取高度即最大垂直運動范圍，是指機器人P點能夠到達的最低點（通常低于機器人的動平臺）與最高點之間的范圍。

但在實際應(yīng)用中，不同的機器人、不同的應(yīng)用場景都影響著機器人臂展的選擇。尤其在進行機器人選型時，以下幾個技術(shù)點要特別注意：機器人末端可達工作空間分為全工作空間與有效性工作空間，以并聯(lián)機器人為例，全工作空間是給定所有位姿時機器人末端可達點的集合，可利用圓弧相交的方法獲得，其形狀為一個似傘形的三維空間，圖標(biāo)為W

有效工作空間定義的前提在于機器人驅(qū)動機構(gòu)的限位條件，該條件是通過排除機器人末端的奇異姿態(tài)以及實體零部件的干涉情況而給定的安全限位角度。因而，有效工作空間是指在安全限位角度范圍內(nèi)機器人末端可達到的最大有效工作區(qū)域，為直觀體現(xiàn)有效工作空間，其圖形簡化為一個圓柱與倒圓臺組合的柱形空間（圖標(biāo)D）

考慮客戶實際應(yīng)用情況，本文定義的有效工作空間圖形D主要由1個圓柱體、2個倒圓臺組成的（如上圖所示），其中D3所示的倒圓臺近似于倒圓錐。機器人末端在有效工作空間D內(nèi)，使得機器人整體剛性的大致規(guī)律為：水平方向上，P點由基座中心點至最遠點時剛性逐漸減弱；垂直方向上：P點由基座中心點至最低點時剛性逐漸減弱。機器人的實際零部件結(jié)構(gòu)的不同導(dǎo)致剛性減弱程度不同。

實際應(yīng)用中的拾放跨度需要至少小于臂展20CM，每一個公司都會給出機器人的運動范圍，但若是將機器人置入實際集成解決方案時，負(fù)載、拾放跨度、拾放節(jié)拍、傳送帶的運行速度等相關(guān)因素均是影響臂展選型的重要因素。

以下圖為例，機器人工作空間與傳送帶的工作空間重合的部分構(gòu)成了集成方案的有效拾取空間，位于傳送帶位置上的A、B兩個物品因所處位置不同，經(jīng)過傳送帶時，停留在有效拾取空間的時間不同，當(dāng)機器人本體臂展選擇較小時，傳遞帶拾取易出現(xiàn)盲點，更大的臂展也意味著更大的有效拾取空間。

并聯(lián)更具空間占地面積的優(yōu)勢，大臂展也可以大速度，相比其他工業(yè)機器人，末端自由度與工作空間原本并不是并聯(lián)機器人所擅長的領(lǐng)域；且較大的臂展必然掣肘移動速度，生產(chǎn)效率無法得到實質(zhì)性提升；超大臂展實用場景多為搬運較重物體，極限運行范圍、高速、較高負(fù)載對于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要求極高，而這些困難隨著2019年1月D-2600的問世得以改變，2600mm的超大臂展在并聯(lián)機器人領(lǐng)域內(nèi)屬首列。

該本體屬于客戶定制款，屬3+1軸產(chǎn)品系列，原是為解決客戶減少占地面積需求于18年11月份正式立項，耗時2個月，近日完成了最后In-house試驗階段，除實現(xiàn)臂展2600mm之外，最高拾取高度達到890mm，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)拍（25-305-25門型軌跡）120次/分鐘，重復(fù)定位精度±0.1mm，不日將在客戶現(xiàn)場投入測試。

在臂展大的情況下，盡可能保證速度及負(fù)載的良好表現(xiàn)，勃肯特機器人研究院在機械結(jié)構(gòu)方面又有新突破。除傳承勃肯特三加一軸原有的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢外，受中國傳統(tǒng)建筑榫卯結(jié)構(gòu)方式的啟發(fā)，機器人研究院大膽嘗試具有高剛性特征的復(fù)合式定平臺，該結(jié)構(gòu)大大提升了大臂展結(jié)構(gòu)運行中的穩(wěn)定性，避免了高負(fù)載及高速運轉(zhuǎn)下的剛性誤差問題；減速機電機一體化的設(shè)計，質(zhì)量輕、體積小，旋轉(zhuǎn)精度高，扭矩大；第四軸配套的模塊化的旋轉(zhuǎn)單元，為大負(fù)載高精度的應(yīng)用場合提供有效的解決方案，工件能夠?qū)崿F(xiàn)精確擺放無需設(shè)計二次定位裝置。
? ? ?