文献综述
摘要：本文介绍了机器人的国内外的研究现状，机器人的分类以及机器人运动学分析方法。通过阅读相关文献，了解到机器人机构原理与设计所涉及到的有关知识，认识到设计球坐标工业机器人的难点。
关键词：机器人、运动学分析、机构、球坐标
1、机器人国内外研究现状
自1961年美国Unimation公司推出第一台使用的工业机器人以来，由于其适应现代柔性自动化的生产要求，机器人领域得到快速发展[1]。在当代社会，机器人已广泛应用于工业生产的各个领域上，极大的提高了劳动生产率，减轻了人的劳动强度。
传统工业机器人一般是由机座、腰部（或肩部）、大臂、小臂、腕部和手部构成，大臂小臂以串联方式联接，即串联机器人[2]。工业机器人具有很强的环境适应性，能够在极端环境下完成很多人类无法完成的工作，汽车制造、重工业生产、机械加工、食品加工等等领域均引入了大量工业机器人，工业机器人为生产制造的自动化提供了有效支持[3]。这类机器人型式很多，美国Unimate机器人是球坐标型式、多关节型机器人如PUMA机器人。1981年日本牧野推出的平面关节型SCARA机器人[1]。此后，为进一步改进机器人操作机的性能，出现了冗余度机器人。对机器人机构的研究还包括对其各个局部机构的研究，如机器人肩关节、肘关节、腕关节和手爪等，比如3自由度的肩关节、并联机构的肘关节、具有能两维转动的球形齿轮的手腕关节、或3自由度的杆系手腕等。到现在已经提出超冗余度机器人的有关机构的运动学研究[4]。因此机器人的机构学一直处于不断发展的阶段。
在串联机器人发展方兴未艾时，澳大利亚著名机构学教授Hunt提出，可以应用6自由度的Stewart平台机构[5]作为机器人机构，到80年代末特别是90年代以来，并联式机器人被广为注意，并成为研究机器人新的热点。由于并联机器人在结构和性能特点上往往能够弥补串联机器人的不足，并联机器人往往有其特殊的应用领域[6][7]。
如今机器人正向着第三代智能机器人方向发展，智能机器人[8]相对于传统机器人更加灵活，具有更加全面的处理问题的能力，可以自主完成所给定的任务，这将极大拓宽机器人的应用范围。
我国的机器人技术起步20世纪70年代初[9]，在“863”计划的支持下，机器人基础理论与技术研究全面展开。目前我国已基本掌握了机器人的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，开发出了各类机器人。20世纪90年代中期，我国6000m以浅的深水作业水下机器人试验成功。以后的近十年中，在步行机器人、精密装配机器人和多自由度关节机器人等国际前沿领域，我国逐步缩小了与世界先进水平的差距。
2、机器人分类
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