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(dá)到的最遠(yuǎn)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(dá)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(dá)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(dá)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(dá)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(yuǎn)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(dá)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。
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