从运动学原理来看，大多数机器人的本体是由多个关节和连杆组成的运动链。根据关节之间的连接形式，多关节工业机器人的典型结构主要有垂直串联、水平串联（或SCARA）和并联。垂直串联机器人

垂直关节式（VerticalArticulated）是工业机器人最常见的结构形式。机器人的身体部分一般由5~7个关节在垂直方向上串联而成。它可以模拟人类从腰部到手腕的运动，用于加工、搬运、装配、包装等各种场合。机器人的六个运动轴分别是腰部旋转轴S（摆动）、下臂摆动轴L（LowerArmWiggle)、上臂摆动轴U（UpperArmWiggle)、手腕旋转轴R（WristRotation)、手腕弯曲轴B（WristBending)、手旋转轴T（Turning）；其中，图中实线表示的腰部旋转轴S、手腕旋转轴R、手部旋转轴T，可在4个象限内旋转360°或近360°，称为一个旋转轴（滚）；虚线表示的下臂摆动轴L、上臂摆动轴U、手腕弯曲轴B在3个象限内只能旋转270度以下，称为摆动轴（弯）。6轴垂直串联结构机器人末端执行器操作点的运动由手臂、手腕和手的运动组成；其中，可利用腰部、下臂和上臂关节改变手腕基准点的位置，称为定位机构。腕部旋转、弯曲和手部旋转关节

腕部可用于改变末端执行器的姿态，称为定向机构。2.7轴串联结构6轴垂直串联结构机器人可以更好地实现三维空间的任意位置姿态控制。它对各种作业有很好的适应性，因此可用于加工、搬运、装配、包装等各种场合，但由于结构的限制，6轴垂直串联结构的机器人存在运动干扰区，在上部或正面运动受限的情况下，很难进行下、反向作业。因此，图中所示的7轴垂直系列。2.2-2有时用于高级工业机器人

 

结构。轴垂直串联结构轴垂直串联结构7轴机器人在6轴机器人的基础上增加了下臂旋转轴LR（LowerArmRotation）,使定位机构扩展为腰部旋转、下臂摆动、下臂摆动、上臂摆动四个关节。手腕基准点（参考点）的定位更加灵活。当机器人的运动受到限制时，仍然可以通过下臂的旋转避开干扰区，完成图2.2-3所示的下、反向操作。图2.2-37 Axis机器人的应用3。其它结构的机器人末端执行器的姿态与操作要求有关。在某些作业场合，有时可以省略1-2个运动轴，简化为4-5轴垂直串联结构的机器人。例如，对于主要在水平面工作的搬运包装机器人，可以省略手腕旋转轴R，以简化结构并增加刚性。为减轻典型6轴垂直串联结构机器人的上部质量，降低机器人重心，提高运动稳定性和承载能力，大型机器人、重载搬运机器人、码垛机器人常采用平行四边形联动驱动机构实现上臂和腕部弯曲的摆动运动。采用平行四边形连杆机构驱动，不仅可以加长力臂，加大电机的驱动力矩，提高承载能力，而且可以将驱动机构的安装位置移至腰部，降低机器人的重心，增加运动稳定性。平行四边形连杆机构驱动的机器人结构刚度高，承载能力强，是大型重载搬运机器人常见的结构形式。

卧式串联机器人

其基本结构为水平关节结构

1978年由日本山梨大学发明。它是一种基于柱面坐标的特殊机器人结构，又称SelectiveComplianceAssemblyRobotArm(SCARA)结构。SCARA机器人的基本结构如图2.2-4所示。这种机器人的手臂由2~3个平行轴的水平旋转关节C1、C2、C3串联而成，实现平面定位。整个手臂可以在垂直方向上通过直线移动轴Z上下移动。SCARA机器人结构简单，外形轻巧，定位精度高，运动速度快，特别适用于平面定位和垂直装卸；

 

搬运和组装作业，因此首先用于3C工业（计算机、通信、消费电子）印刷电路板的器件组装和搬运作业；随后被广泛应用于光伏行业的LED、太阳能电池安装，以及塑料、汽车、医药、食品等行业的平面组装搬运。SCARA结构机器人的工作半径通常为100～1000mm，承载能力一般为1～200kg。图2.2-4 SCARA机器人

2.执行器升降结构

SCARA基本结构的机器人结构紧凑，动作灵巧，但水平旋转关节C1、C2、C3的驱动电机需安装在底座侧，其传动链长，传动系统结构复杂。此外，纵轴Z需要控制三臂的整体升降，其运动部件质量较大，升降行程通常较小。因此，实际使用中常采用图2.2-5所示的执行机构直接提升结构。具有执行器升降结构的SCARA机器人不仅可以扩大Z轴的升降行程，减轻升降件的重量，提高臂的刚度和承载能力，而且可以将C2、C3轴的驱动电机安装位置前移，缩短传动链，简化传动系统结构。但这种结构的机器人摆臂体积较大，结构不如基本型紧凑，因此多用于平面搬运和无限垂直运动的部件装配作业。图2.2-5执行器提升的SCARA机器人

并联机器人1。摆动结构

具有并联结构的工业机器人简称为ParallelRobot。它们多用于电子、电气、食品和药品等行业的组装、包装和搬运过程。它们是高速和轻盈的

T型负载机器人。并联机器人的结构设计起源于1965年英国科学家Stewart在AplatformwithSixDegreesoffreedom提出的6自由度飞行模拟器，即Stewart平台机构；1978年，澳大利亚学者亨特首次将斯图尔特平台机构引入机器人；1985年瑞士洛桑瑞士联邦理工学院（瑞士洛桑联邦理工学院

 

E，EPFL)发明了如图2.2-6(a)所示的3自由度空间平移并联机器人，并称之为Delta机器人（Delta机械手）。Delta机器人一般采用悬挂式布置，底座在顶部，手腕由空间均匀分布的三个平行连杆支撑；机器人可以通过图2.2-6(b)所示连杆的摆动角度来控制，使手腕定位在一定的空间圆柱体中。图。2.2-6Delta机器人Delta机器人具有结构简单、运动控制容易、安装方便等优点，因而成为目前并联机器人的基本结构。2.线性驱动结构

连杆摆动结构的Delta机器人具有结构紧凑、安装简单、运动速度快等优点，但其承载能力通常较小（通常小于10kg)，因此多用于电子、食品、医药等行业的轻量化物品的分拣和搬运。为了增强结构的刚度，使其能够满足搬运和分拣大型物品的要求，大型并联机器人往往采用如图2.2-7所示的直线驱动结构。这种机器人用伺服电机和滚珠丝杠驱动连杆的拉伸直线运动代替摆动，不仅提高了机器人的结构刚度和承载能力，而且提高了定位精度，简化了结构设计。其最大承载能力可达1000kg以上。由直线驱动的并联机器人如果安装高速主轴，就可以成为可以进行切削、类似于数控机床的加工机器人。图2.2-7直线驱动并联机器人戳我读《工业机器人技术》