机器人整机结构设计原则
机器人的机械结构设计与控制
机器人的机械结构设计与控制近年来，随着计算机技术的迅猛发展，机器人技术也得到了快速发展。
机器人在工业、服务等领域已经广泛应用。
机器人的机械结构设计及控制是机器人技术中至关重要的一环。
一、机器人的机械结构设计机器人的机械结构设计是机器人技术中的重要环节。
机器人机械结构设计分为传动系统、运动系统、载荷系统和外壳。
1. 传动系统：传动系统是机器人最主要的系统之一。
传动系统的选择直接影响机械臂的运动能力和稳定性。
传动系统的种类有很多，如传统的连杆式、拉杆式，以及新型的线性电机、气动驱动等。
传统的连杆式结构相对来说比较简单，易于制造和维护。
而线性电机和气动系统的优点是结构紧凑，能够实现高速运动，但也有一定的使用限制。
2. 运动系统：机器人的运动系统主要有关节轴和直轴两种构造形式。
关节轴机器人是将扭转类型的电机安装在机械臂的关节处，通过传动系统来实现机械臂的运动。
关节轴机器人具备高精度的重复性和灵活性，可以完成复杂的任务。
直轴机器人相对于关节轴机器人来说，结构更加紧凑，更适合于一些空间较小的场合。
3. 载荷系统：载荷系统是机器人主要的功能之一。
机器人的载荷系统一般通过机械臂来实现。
机器人的载荷能力是机器人的设计参数之一，可以根据用户的需求和结构的限制来进行设计。
高强度和轻量化是机器人的常见设计要求。
4. 外壳：机器人的外壳主要是用来保护机器人的内部设备和提供美观性。
对于一些特殊的场合，还需要增加机器人的防护能力。
外壳的结构要求轻量化、美观、寿命长。
二、机器人的控制机器人的控制是机器人技术中的重要一环。
机器人控制分为硬件控制和软件控制两个部分。
1. 硬件控制：机器人的硬件控制包括机器人的主控板、电机、传感器等。
主控板是核心控制单元，它通过与其他硬件设备的连接，实现机器人的控制。
电机是机器人的动力来源，不同种类的电机适用于不同的机器人。
传感器是机器人信息采集的必要设备，主要用于确定机器人的位置、动作和环境。
2. 软件控制：机器人的软件控制主要包括机器人动作控制程序和视觉识别程序两个部分。
机器人工业设计
机器人工业设计1.引言机器人工业设计是机械设计与智能技术相结合的一项关键领域。
随着技术的不断进步和应用的扩大，机器人在工业生产中扮演着越来越重要的角色。
机器人工业设计旨在提高生产效率、降低成本、减少人工错误，并为生产厂商带来更高的竞争力和利润。
2.发展历程机器人在工业生产中的应用可以追溯到20世纪50年代，那时的机器人主要是在汽车制造业中使用的。
随着科技的进步，机器人的应用范围不断扩大。
如今机器人已广泛应用于汽车制造、电子制造、食品加工、药品生产等多个行业。
3.设计原则机器人工业设计的关键原则是使机器人具备高度的灵活性和自动化能力。
在设计机器人时，需要考虑以下几个方面：3.1任务需求：机器人的设计应根据实际的任务需求来确定，包括任务的复杂性、生产线的布局、人机交互等。
3.2结构设计：机器人的结构设计应考虑到其工作环境、工作负载、速度和定位准确性等因素。
同时，为了提高机器人的灵活性，需要采用模块化设计和多关节设计。
3.3控制系统：机器人的控制系统是实现其自动化能力的关键。
控制系统应具备高精度的传感器、快速的数据处理能力和可靠的执行机构。
4.设计优势机器人工业设计的优势主要体现在以下几个方面：4.1提高生产效率：机器人可以进行高速、高精度的操作，相比人工操作更快、更准确，从而提高生产效率。
4.2降低成本：机器人可以在没有人类操作员的情况下连续工作，不需要休息和福利待遇，从而降低了劳动力成本。
4.3减少人工错误：机器人的操作精准、不会疲劳和分心，减少了因人为错误而导致的产品损坏和生产线故障。
4.4改善工作条件：机器人可以执行一些危险、脏乱的任务，从而改善了工人的工作条件和劳动环境。
5.挑战与展望机器人工业设计面临着一些挑战。
首先是成本问题，机器人的制造成本较高，部分中小企业难以承担。
其次是技术问题，机器人的智能化水平还有待提高，在某些特殊环境下还不能完全替代人工操作。
然而，随着技术的不断进步和应用的扩展，机器人工业设计有着广阔的发展前景。
搬运机器人结构设计毕业设计正文
搬运机器人结构设计毕业设计正文1.引言2.机器人结构设计的基本要求机器人的结构设计应满足以下基本要求：2.1运动自由度由于搬运任务的多样性，机器人需要具备足够的运动自由度，以适应各种场景和工作环境。
常见的运动自由度包括平移自由度和旋转自由度。
2.2机器人臂的结构机器人臂是搬运任务的关键组成部分，其设计应具备足够的刚性和精度，以确保搬运过程的稳定性和准确性。
常见的机器人臂结构包括串联和并联结构，选择合适的结构需根据具体应用场景进行考虑。
2.3控制系统好的控制系统能够有效地指挥机器人完成搬运任务，并提高其运行效率和精度。
控制系统应具备良好的实时性和稳定性，能够实现对机器人的精确控制和调节。
3.结构设计方案基于上述要求，本文设计了一种六自由度的搬运机器人结构，以满足不同场景下的搬运需求。
该机器人结构采用并联臂结构，以提高机器人的刚性和精度。
具体结构设计如下：3.1机器人臂结构该机器人采用了六个旋转关节来实现运动自由度，通过控制各关节的角度变化，实现机器人的运动。
在设计时，需要考虑关节的刚性和承载能力，以确保机器人在搬运过程中的稳定性和安全性。
3.2末端执行器机器人的末端执行器可根据具体搬运任务的要求进行设计。
常见的末端执行器包括夹子、吸盘等。
在选择和设计末端执行器时，需要考虑搬运物品的大小、重量和形状等因素，以确保机器人能够有效地完成搬运任务。
3.3控制系统设计机器人的控制系统主要包括传感器、控制器和执行器等组成部分。
传感器用于获取机器人和搬运物品的状态信息，控制器负责对机器人进行控制和调节，执行器将控制信号转化为机器人的实际运动。
在设计控制系统时，需要考虑传感器的选择和布置、控制算法和执行器的响应特性等因素。
4.实验与分析通过搭建原型机进行实验，对所设计的搬运机器人进行性能测试和分析。
实验结果表明，该机器人结构设计合理，具备较好的稳定性和精度，能够有效地完成搬运任务。
5.结论本文对搬运机器人的结构设计进行了研究，并设计了一种六自由度的机器人结构。
机械人的设计原则和方法
工业机器人操作机操作机整机设计原则和设计方法1. 操作机整机设计原则（1）最小运动惯量原则由于操作机运动部件多，运动状态经常改变，必然产生冲击和振动，采用最小运动惯量原则，可增加操作机运动平稳性，提高操作机动力学特性。
为此，在设计时应注意在满足强度和刚度的前提下，尽量减小运动部件的质量，并注意运动部件对转轴的质心配置。
（2）尺度规划优化原则当设计要求满足一定工作空间要求时，通过尺度优化以选定最小的臂杆尺寸，这将有利于操作机刚度的提高，使运动惯量进一步降低。
（3）高强度材料选用原则由于操作机从手腕、小臂、大臂到机座是依次作为负载起作用的，选用高强度材料以减轻零部件的质量是十分必要的。
（4）刚度设计的原则操作机设计中，刚度是比强度更重要的问题，要使刚度最大，必须恰当地选择杆件剖面形状和尺寸，提高支承刚度和接触刚度，合理地安排作用在臂杆上的力和力矩，尽量减少杆件的弯曲变形。
（5）可靠性原则机器人操作机因机构复杂、环节较多，可靠性问题显得尤为重要。
一般来说，元器件的可靠性应高于部件的可靠性，而部件的可靠性应高于整机的可靠性。
可以通过概率设计方法设计出可靠度满足要求的零件或结构，也可以通过系统可靠性综合方法评定操作机系统的可靠性。
（6）工艺性原则机器人操作机是一种高精度、高集成度的自动机械系统，良好的加工和装配工艺性是设计时要体现的重要原则之一。
仅有合理的结构设计而无良好的工艺性，必然导致操作机性能的降低和成本的提高。
2．操作机的设计方法和步骤（1）确定工作对象和工作任务开始设计操作机之前，首先要确定工作对象、工作任务。
1）焊接任务：如果工作对象是一辆汽车或是一个复杂曲面的物体，工作任务是对其进行弧焊或点焊，则要求机器人的制造精度很高，弧焊任务对机器人的轨迹精度和位姿精度及速度稳定性有很高的要求，点焊任务对机器人的位姿精度有很高的要求，两种任务都要求机器人具备摆弧的功能，同时要能在狭小的空间内自由地运动，具备防碰撞功能，故机器人的自由度至少为六个。
六自由度机器人结构设计
六自由度机器人结构设计六自由度机器人是一种具有六个独立自由度的机器人系统，允许其在六个不同的方向上进行平移和旋转运动。
这种机器人系统被广泛应用于工业自动化、医疗、航天航空等领域。
在设计六自由度机器人结构时，需要考虑机器人的运动灵活性、精度和稳定性等因素。
本文将探讨六自由度机器人的结构设计。
1.机械结构设计六自由度机器人的机械结构设计是其最基本的设计要素之一、一般而言，六自由度机器人由底座、连接杆、关节和末端执行器等部分组成。
在设计机械结构时，需要考虑机器人的工作空间要求、重量和刚度等因素。
一种常见的结构设计是将机器人分为两个连杆外部结构和四个内部关节连杆结构，以实现较高的精度和稳定性。
2.关节传动系统设计关节传动系统是六自由度机器人结构中的核心组成部分。
六自由度机器人通常使用直流电动机或步进电动机作为驱动器。
在选择驱动器时，需要考虑其扭矩、精度和响应速度等因素。
同时，传动系统也需要选择合适的减速器、链条或齿轮传动等机械传动装置来实现关节的运动。
3.传感器系统设计传感器系统是六自由度机器人结构中的关键部分，用于实现机器人对外部环境和自身状态的感知。
常用的传感器包括编码器、力/力矩传感器、视觉传感器等。
编码器可用于测量关节的位置和速度，力/力矩传感器用于感知机器人对外部环境的力或力矩作用，视觉传感器用于感知机器人周围的物体和环境。
传感器系统设计需要考虑传感器的精度、可靠性和与其他系统的配合等因素。
4.控制系统设计控制系统设计是六自由度机器人的关键环节，用于实现机器人的运动控制和路径规划。
控制系统通常采用计算机或嵌入式系统来实现。
在控制系统设计时，需要考虑机器人的动力学和运动学模型，以及相应的控制算法和控制器设计。
常见的控制算法包括PID控制算法、模糊控制算法和神经网络控制算法等。
5.安全系统设计安全系统设计是六自由度机器人结构设计的重要组成部分，用于保证机器人的运行安全。
安全系统设计包括安全门、急停按钮、碰撞检测装置等。
整机结构设计规范
整机结构设计规范1.目的与适用范围本规范为华为技术有限公司所有通信产品整机机械结构设计的基本总则，适用于所有产品的结构设计。
2.引用标准下列标准包含的条文，通过在本规范中引用而构成本规范的条文。
在标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本规范的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
IEC 297 (19in)系列机械结构尺寸GB 8582 电工电子设备机械结构术语GB 3047 面板、架和柜的基本尺寸系列ETS 300 119 欧州电信标准：传输机架/机柜的工程要求IEC 529 电子设备的防护要求GB 高度进制为的插箱、插件的基本尺寸系列REV. 《丝印和标签技术规范》华为技术有限公司，1999REV. 《插箱及插件技术规范》华为技术有限公司，1999REV. 《接地接电结构件技术规范》华为技术有限公司，1999REV. 《结构件电磁兼容设计规范》华为技术有限公司，19993.术语本规范使用的机械结构术语符合GB8582的规定。
4.规范内容整机结构设计规范的主要内容包括：整机的适用环境条件，整机造型设计，机柜结构设计，模块设计；机柜机箱的防护设计；包装和标识设计；接地接电设计等。
整机环境适应能力设计环境适应性分类根据GB4208，IEC529，本规范所涉及机柜／箱的环境适应性分为：1)室内机柜／箱A. 标准机房用机柜/箱－－有防尘、空调、防滴漏设施的机房。
B.一般民房内用机柜/箱。
2）室外机柜／箱A. 寒温区用机柜（－33～37℃；相对湿度95％）；B. 暖温区用机柜（－20～38℃）；C. 亚温湿热区用机柜（－10～40℃）；D. 恶劣环境用机柜（＜－33℃，风沙环境）。
室内机柜／箱的设计要求机房内用机柜／箱，应有良好的通风和必要的可更换的防尘网；一般民房内用机柜／箱，则必须有良好通风和通风系统的告警，方便维护的防尘网，防滴漏、门禁、烟禁等告警系统。
室外机柜／箱的设计要求室外机柜则根据其使用环境和要求不同，一般可采用：机柜专用空调－－对于柜内工作温度与环境温差＜10 ℃的情况；机柜／箱用热交换器－－对于柜内工作温度与环境温差>10 ℃；风机散热－－同上，但环境温度和尘度较少,柜内与柜外有空气交换。
机械毕业设计1107轮式机器人结构设计
机械毕业设计1107轮式机器人结构设计
1. 引言
本文档旨在讨论机械毕业设计中的1107轮式机器人结构设计问题。
通过对机器人的结构设计，旨在实现机器人的稳定性、灵活性和可靠性。
2. 机器人结构设计要求
2.1 稳定性
设计目标是确保机器人在移动或承载负载时保持稳定，避免不必要的震动或倾斜。
2.2 灵活性
机器人应具备一定的灵活性，以适应不同的工作环境和任务需求。
2.3 可靠性
机器人的结构设计应考虑到长时间使用的可靠性，以减少故障和维修需求。
3. 结构设计方案
根据上述要求，提出以下结构设计方案：
3.1 轮式机器人底盘
采用四个轮子的底盘设计，以提供稳定性和平衡性。
每个轮子
应具备独立悬挂系统，以适应不平坦的地面。
3.2 主体结构
主体结构应采用轻量化材料，既要保证强度，又要减少机器人
的整体重量。
同时，考虑到灵活性，可以设计可拆卸的连接部件，
以便于维护和更换。
3.3 机械臂
机械臂应具备良好的运动范围和稳定性，以适应机器人的工作
任务。
采用多关节设计，以实现更灵活的操作。
4. 结论
通过以上结构设计方案，可以实现1107轮式机器人的稳定性、灵活性和可靠性。
在实践中，应结合具体需求和实际情况对结构进
行进一步的优化和调整，以达到最佳设计效果。
参考文献
[1] 参考文献1
[2] 参考文献2。
轮式移动机器人结构设计
轮式移动机器人结构设计随着技术的不断发展，移动机器人在工业自动化、物流配送、医疗卫生、公共安全等领域发挥着越来越重要的作用。
其中，轮式移动机器人是一种较为普遍的机器人类型，因其具有结构简单、操作方便、移动灵活等特点，被广泛应用于各个领域。
本文将介绍轮式移动机器人的结构设计，以期能对相关领域的工程师和研究人员有所帮助。
1. 轮式移动机器人结构设计的原则在设计轮式移动机器人的结构时，需要遵循以下原则：1.1. 结构要简单轮式移动机器人的结构应该尽可能简单，这有助于降低制造成本、提高系统可靠性、减少维护成本和保养费用等。
1.2. 重心要低由于重心低能够增加机器人的稳定性，降低机器人倾覆的风险，因此轮式移动机器人的重心应该尽可能的低。
1.3. 轮子应该大在设计轮子时，通常情况下选择大一些的轮子，这有助于在不平路面上移动更加平稳，减少机器人的震动和颠簸。
2. 轮式移动机器人的主要结构轮式移动机器人的主要结构包括底盘、驱动系统、控制系统、传感器和电源系统等。
下面将分别对这些结构进行简要说明。
2.1. 底盘底盘是轮式移动机器人最基本的结构，负责承载机器人的整个系统。
底盘通常由一块铝合金等轻质材料制成，具有足够的强度和刚度，在机器人运动时保持平稳。
2.2. 驱动系统轮式移动机器人的驱动系统包括电机、减速器、驱动轮、万向轮等部件，为机器人提供动力和支持。
一般情况下，轮式移动机器人采用直流电机，其特点是电机转速范围广、速度控制方便，并且价格相对较低，非常适合用于轮式移动机器人驱动系统。
2.3. 控制系统轮式移动机器人的控制系统是整个机器人的核心，负责控制机器人的运动和操作。
控制系统通常由单片机、SBC（Single Board Computer）和嵌入式系统等设备组成，其主要功能是收集、处理传感器采集到的信息，并根据用户预先设定的指令控制机器人的运动。
2.4. 传感器轮式移动机器人的传感器是收集机器人周围信息的主要设备，包括红外线传感器、超声波传感器、激光雷达等。
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II. ② a)
操作机的设计方法和步骤
确定设计要求 负载：根据用户工作对象和工作任务的要求， 参考同类产品标准，确定机器人的负载。 速度：根据用户工作对象和工作任务的要求， 参考国内外同类产品，确定机器人末端的最大 复合速度和机器人各单轴的最大角速度。 精度：根据用户工作对象和工作任务的要求， 参考国内外同类产品的先进机型，确定机器人 的重复定位精度。
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电动喷漆机器人的工作范围
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电动喷漆机器人的工作范围
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图解法考察Motorman型机器人操作机的工作空间。
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3.3 操作机整机设计原则和设计方法
I. ①
操作机整机设计原则
最小运动惯量原则
由于操作机运动部件多，运动状态经常改变，必 然产生冲击和振动，采用最小运动惯量原则，可 增加操作机运动平稳性，提高操作机动力学特性。 为此，在设计时应注意在满足强度和刚度的前提 下，尽量减小运动部件的质量，并注意运动部件 对转轴的质心配臵。
8
操作机的静力平衡
例操作机的手爪正在持 板手扭某一螺栓，手爪 上 方联接一测力传感器 可测六维力向量(力和力 矩)。确定测力传感器和 扭动板手时力和力矩的 关系。
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*机器人动力学
I. 研究目的： 1、合理地确定各驱动单元（以下称关节）的电机功率。2、 解决对伺服驱动系统的控制问题（力控制） 在机器人处于不同位姿时，各关节的有效惯量及耦合 量都会发生变化（时变的），因此，加于各关节的驱动力 也应是时变的，可由动力学方程给以确定。 II. 机器人动力学研究的问题可分为两类： 1、给定机器人的驱动力（矩），用动力学方程求解机器 人（关节）的运动参数或动力学效应（即已知 , 求 , 和， 称为动力学正问题。）。 2、给定机器人的运动要求，求应加于机器人上的驱动力 （矩）（即已知 , 和 ，求 , 称为动力学逆问题 ）。
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III. 动力学研究方法： 1）拉格朗日方程法：通过动、势能变化与广义力的关系，建 立机器人的动力学方程 。代表人物 R.P.Paul、J.J.Uicker、 J.M.Hollerbach等。 2）牛顿—欧拉方程法：用构件质心的平动和相对质心的转动 表示机器人构件的运动，利用动静法建立基于牛顿—欧拉方程 的动力学方程。代表人物Orin, Luh(陆养生)等。
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机器人运动学
机器人运动方程的表示求解
◦姿态和方向角、位臵和坐标、连杆变换矩阵；欧拉变换 解、滚仰偏变换解、球面变换解
机器人运动方程分析与综合
◦正向问题：运动学方程的建立及位姿的求解 ◦逆向问题：根据机器人执行机构的目标位姿，求出关节 变量，以进行运动控制。 研究重点：手部的位姿和运动
机器人因各轴的重力矩均已基本平衡，故在这些轴运转时，电动 机主要需克服的是由各轴转动惯量所带来的动力矩。
⑥
电动机的选用
选用好交流伺服电动机，是操作机设计的关键。由于机器人要求结 构紧凑、重量轻、运动特性好，故希望在同样功率的情况下，电动 机重量要轻、外形尺寸要小。装在机器人横臂或立臂内部的电动机， 重量要尽可能轻，外形尺寸要尽可能小。 在选用时要注意，交流伺服电动机的速度是可调节的，且在相当大 的转速范围内电动机输出的转矩是恒定的，故选用电动机时只要电 动机的额定转速大于各轴所需的最高转速就行。 同时还要注意与交流伺服电动机配臵在一起的位臵编码器的选用， 并注明电动机是否需要带制动器等。
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1
3.1 机器人的静力学、运动学和动力学
3.2 工业机器人工作空间及与结构尺寸的相关性
3.3 操作机整机设计原则和设计方法
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2
3.1 机器人的静力学、运动学和动力学
机器人运动学 ◦主要研究机器人相对机座坐标系的运动与时间的 关系，重点研究关节变量与机器人末端执行器位 臵和姿态的关系。 ◦建立机器人运动方程。 机器人静力学、动力学 ◦静力学和动力学分析，是机器人操作机设计和动 态性能分析的基础。特别是动力学分析，它还是 机器人控制器设计、动态仿真的基础。
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⑥
工艺性原则
机器人操作机是一种高精度、高集成度的自动 机械系统，良好的加工和装配工艺性是设计时 要体现的重要原则之一。仅有合理的结构设计 而无良好的工艺性，必然导致操作机性能的降 低和成-26
25
II. ①
操作机的设计方法和步骤
11
3.2工业机器人工作空间与结构尺寸相关性
I. 工作空间 工作空间是从几何方面讨论操作机的工作性能。 B．Roth在1975年提出了操作机工作空间概念。 工作空间：机器人操作机正常运行时，末端执 行器坐标系的原点能在空间活动的最大范围；或 者说该原点可达点占有的体积空间。 灵活工作空间：在总工作空间内，末端执行器 可以任意 姿态达到的点所构成的工作空间。
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④
刚度设计的原则
操作机设计中，刚度是比强度更重要的问题， 要使刚度最大，必须恰当地选择杆件剖面形状 和尺寸，提高支承刚度和接触刚度，合理地安 排作用在臂杆上的力和力矩，尽量减少杆件的 弯曲变形。
⑤
可靠性原则 机器人操作机因机构复杂、环节较多，可靠性 问题显得尤为重要。一般来说，元器件的可靠 性应高于部件的可靠性，而部件的可靠性应高 于整机的可靠性。可以通过概率设计方法设计 出可靠度满足要求的零件或结构，也可以通过 系统可靠性综合方法评定操作机系统的可靠性。
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b)
c)
d)
示教方式：根据用户工作对象和工作任务的要 求，确定机器人的示教方式。一般机器人的示 教方式有下列几种：离线示教(离线编程)；示 教盒示教；人工手把手示教。
如果是喷漆机器人，就应该具备人工手把手示教的功 能，而对于其他机器人，有前两种功能就可以了。
d)
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⑦
减速器的选用
机器人上所用的减速器，常见的有RV减速器和谐波减速器。 RV减速器具有长期使用不需再加润滑剂、寿命长、刚度好、 减速比大、低振动、高精度、保养便利等优点，适用于在 机器人上使用。它的传动效率为0.8，相对于同样减速比的 齿轮组，这样的效率是很高的。它的缺点是重量重，外形 尺寸较大。 谐波减速器的优点是重量较轻，外形尺寸较小， 减速比范围大，精度高。
确定工作对象和工作任务
举例焊接任务 如果工作对象是一辆汽车或是一个复杂曲面的物 体，工作任务是对其进行弧焊或点焊，则要求机器 人的制造精度很高，弧焊任务对机器人的轨迹精度 和位姿精度及速度稳定性有很高的要求，点焊任务 对机器人的位姿精度有很高的要求，两种任务都要 求机器人具备摆弧的功能，同时要能在狭小的空间 内自由地运动，具备防碰撞功能，故机器人的自由 度至少为六个。
3）高斯原理法: 利用力学中的高斯最小约束原理,把机器人动 力学问题化成极值问题求解.代表人物波波夫. 用以解决第二类 问题。 4）凯恩方程法：引入偏速度概念，应用矢量分析建立动力学 方程。该方法在求构件的速度、加速度及关节驱动力时，只进 行一次由基础到末杆的推导，即可求出关节驱动力，其间不必 求关节的约束力，具有完整的结构，也适用于闭链机器人。
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④
机器人手臂的平衡
便于人工手把手示教 使驱动器基本上只需克服机器人运动时的惯性力， 而忽略重力矩的影响。 免除机器人手臂在自重下落下伤人的危险。 在伺服控制中因减少了负载变化的影响，因而可 实现更精确的伺服控制。
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⑤
机器人动力学分析
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* 机器人静力学
机器人静力学研究机器人静止或缓慢运动式，作
用在机器人上的力和力矩问题。特别是当手端与 环境接触时，各关节力（矩）与接触力的关系。
主要问题：
杆件之间的静力传递
操作机的静力平衡
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杆件之间的静力传递 在操作机中，任取两连杆 L，Li 1 。设在杆 Li上的 Oi 点作 1 1 i 用有力矩 和力 F i 1 ；在杆 上作用有自重力 〔过质 Li Gi i M1 心 Ci ）；ri 和 rCi 分别为由 O到 Oi 和 Ci 的向径。 1 i M i 1 F i 1
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杆件之间的静力传递 例 求两杆操作机的静关节力矩(坐标系与结构尺寸如图)。 解：
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操作机的静力平衡
设有操作机如图所示，每个关节都作用有关节力矩 i (广 义驱动力，指向 zi 的正向)，在末端执行器的参考点 Pe 处 将产生力 F e 和力矩 M e 。由于 F e M是操作机作用于外 、 e 界对象的力和力矩，为了和输入关节力矩 i 一起进行运算， 故应取负值。
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工作空间的两个基本问题 ①
给出某一结构形式和结构参数的操作机以及关 节变量的变化范围，求工作空间。称为工作空 间分析或工作空间正问题。 给出某一限定的工作空间，求操作机的结构形 式、参数和关节变量的变化范围。称工作空间 的综合或工作空间逆问题。
②
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②
尺度规划优化原则
当设计要求满足一定工作空间要求时，通过尺 度优化以选定最小的臂杆尺寸，这将有利于操 作机刚度的提高，使运动惯量进一步降低。
③