- 选题背景和意义
随着工业“中国制造2025”和“工业互联网”的提出，为了增强和保持中国在国际市场的竞争力，根据“中国制造2025”战略部署，大力发展机器人产业，以推进制造业结构转型升级。
据IFR(International Federation of Robotics)的统计年鉴《世界机器人》显示，2018年中国制造业机器人密度达到每10000名工人140台机器人。2019年，中国政府投资了5.77亿美元用于开发智能机器人[1]。近些年来，工业机器人的研发、行业标准以及应用市场在中、韩、美、日、德等国的发展相对较为活跃[2]。时至今日，在创新科技的驱动下，工业机器人的发展愈加成熟，呈现出可编程、拟人化、通用性等特点，其对周围环境的适应能力，满足了柔性制造的要求，其良好的通用性，可以执行不同的作业任务，不仅提高了生产效率、降低了人工成本，同时更为精细化的操作，升级产品质量，一定程度上改善了人们的生活品质。
- 4自由度机器人结构
- 4自由度串联机器人
串联机器人出现时间早，研究得较为成熟，具有结构简单、成本低、控制简单、运动空间大等优点，在工业生产中得到了广泛的应用，是工业机器人的主要形式，已成功应用于很多领域，如焊接、装配、搬运等，例如常用的码垛机器人(图1)。
由于杆件之间联结的运动副的不同 ，串联机器人可分为直角坐标机器人 、圆柱坐标机器人 、关节型机器人 。实用的串联机器人中比较著名的结构形式有 ：PUMA型机器人（图2）[4]、SCARA 机器人（图3）[5]。
图1 码垛机器人 图2 puma560机器人 图3 SCARA型机器人
- 4自由度并联机器人
并联机器人的研究与串联机器人相比起步较晚，但由于并联机器人具有刚度大、承载能力强、精度高、末端件惯性小等优点，在高速、大承载能力的场合与串联机器人相比具有明显优势，在食品、医药、电子等轻工业中应用最为广泛，在物料的搬运、包装、分拣等方面有着无可比拟的优势。
在并联机器人的机构中，通常是通过根据轴的连接形式来区分。例如SPS SPR系列四自由度并联机器人[6]。图4是Heli4并联机器人机构。图6是Par4型并联机器人结构
图5 Heli4并联机器人机构 图6 Par4型并联机器人结构
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