《现代工业机器人技术及应用》 课件 第二章 工业机器人的机械系统

现代工业机器人技术及应用（MATLAB版）2025.2.13本章内容§2.1工业机器人的手部§2.2工业机器人的腕部§2.3工业机器人的臂部§2.4工业机器人的机身§2.5工业机器人的基座§2.6工业机器人的底座2.1工业机器人的手部

2.1.1手部特点工业机器人的手部具有以下特点：（1）手部与手腕相连处可拆卸：这种设计使得手部可以根据夹持对象的不同进行更换，增加了机器人的灵活性和适应性。（2）手部是机器人的末端操作器：它可以像人手那样具有手指，也可以是不具备手指的手；可以是类人的手爪，也可以是进行专业作业的工具，比如装在机器人手腕的喷漆枪、焊接工具等，如图2.1所示。图2.1喷漆枪和焊具2.1工业机器人的手部

2.1.1手部特点（3）手部的通用性比较差：由于工业机器人手部通常是专用装置，因此更换作业可能需要更换手部装置。一种手爪往往只能抓握一种或几种在形状、尺寸、重量等方面相近似的工件，一种工具只能执行一种作业任务。（4）手部是一个独立的部件：手部是工业机器人机械系统的三大件之一，其余两部分为机身和手臂。手部对于整个工业机器人来说是完成作业好坏、作业柔性好坏的关键部件之一。（5）多关节设计：工业机器人手部通常是由多个关节组成的，可实现多维度的灵活运动，具有较大的运动范围和自由度。（6）高重量承载能力：手部需要具备较高的重量承载能力，以实现对工件的稳定抓取、搬运、安装等操作。（7）高精度运动：手部的运动精度对于生产效率、生产质量等方面都有着重要的影响，因此需要具有高精度的运动控制能力。2.1工业机器人的手部

2.1.1手部特点（8）模块化设计：随着工业自动化的不断推进，手部的设计越来越趋向于模块化，以提高生产效率、降低维修成本、增加可靠性等。（9）智能化技术支持：随着人工智能技术的快速发展，手部也在加速智能化，如视觉识别、语音识别、力传感器等技术的应用，使得手部具有更强的感知能力和反应能力。2.1工业机器人的手部

2.1.2手部的分类由于手部要完成的作业任务繁多，根据其用途，手部可分为手爪和工具两大类。手爪具有一定的通用性，主要功能是抓住工件、握持工件以及松开工件。按夹持原理可将手部分为机械式手部、磁力式手部和真空式手部。1．机械式手部结构（1/3）机械式手部，也称为机械手爪，是工业机器人中常见的一种手部类型。它主要通过机械原理进行夹持和抓取操作，适用于各种形状和尺寸的工件。机械式手部通常由手指、传动机构和驱动装置等组成。手指是手部的夹持部分，可以是两个、三个或多个，根据工件的形状和大小来选择合适的手指数量和排列方式。传动机构负责将驱动装置的动力传递到手指，实现手指的开合运动。驱动装置可以是气动、液动、电动或电磁等，根据具体的应用场景来选择适合的驱动方式。2.1工业机器人的手部

2.1.2手部的分类下面介绍几种不同形式的手部机构（1）齿轮齿条移动式手爪（2）重力式钳爪（3）平行连杆式钳爪（4）拨杆杠杆式钳爪（5）自动调整式钳爪（6）多指灵巧手

1—手指驱动电磁铁；2—钳爪；3—工件。 1—工件；2—齿条；3—齿轮。1—销；2—弹簧；3—钳爪。1—齿条；2—扇形齿轮；3—钳爪；4—气压（液压）缸；5—活塞。图2.2内撑式三指钳爪图2.3齿轮齿条移动式手爪图2.4重力式钳爪图2.5平行连杆式钳爪2.1工业机器人的手部

2.1.2手部的分类1—钳爪；2—齿轮；3—驱动杆；4—拨杆。1—推杆；2—滑槽；3—轴销；4—V形钳爪。图2.6拨杆杠杆式钳爪图2.7自动调整式钳爪图2.8多指灵巧手2.1工业机器人的手部

2.1.2手部的分类2、磁力式手部结构（2/3）磁力式手部，也称为电磁式手部，是利用磁力原理进行夹持和抓取操作的工业机器人手部。它主要由电磁铁、导磁体和夹持机构等组成。电磁铁是磁力式手部的核心部件，通过通电产生磁场，吸引导磁体实现夹持操作。导磁体通常是由磁性材料制成的零件，用于传递电磁铁的磁力。夹持机构则是将电磁铁和导磁体连接在一起，实现工件的夹持和释放。图2.9电磁吸盘的工作原理和盘式电磁铁2.1工业机器人的手部

2.1.2手部的分类3、真空吸附式手部（3/3）真空式手部，也称为吸盘式手部，是一种利用真空吸力原理进行抓取和搬运操作的工业机器人手部。它主要由吸盘、吸盘架及进排气系统组成。吸盘是真空式手部的核心部件，通过产生真空或负压，利用压差将工件吸附在吸盘上。吸盘可以是平面的，也可以是曲面的，以适应不同形状的工件。吸盘架则用于支撑和固定吸盘，同时与机器人的手腕相连，实现工件的抓取和搬运。进排气系统则负责控制吸盘的真空度和排气，以实现吸盘的吸附和释放操作。2.1工业机器人的手部

2.1.2手部的分类普通型直进气吸盘手部普通型侧向进气吸盘手部带支承楔的吸手部盘碟形大直径吸盘手部

波纹形吸盘手部

球铰式吸盘手部图2.10常用的几种普通型真空吸盘手部的结构本章内容§2.1工业机器人的手部§2.2工业机器人的腕部§2.3工业机器人的臂部§2.4工业机器人的机身§2.5工业机器人的基座§2.6工业机器人的底座2.2工业机器人的腕部

2.2.1工业机器人腕部的运动腕部是连接臂部与手部的关键部件，它不仅支撑手部，还负责调整手部的姿态。确保手部能够在空间内自由移动并指向任何方向，腕部必须能够在三个坐标轴X、Y、Z上进行转动，这包括偏转、俯仰和回转三个自由度。图2.11展示了腕部的运动方式和相关的坐标系，腕部的三种运动方式分别是臂转、手转和腕摆。图2.11腕部的3个运动和坐标系2.2工业机器人的腕部

2.2.1工业机器人腕部的运动1、臂转臂转，也称为腕部旋转，指的是腕部围绕小臂轴线的转动。不同的工业机器人对腕部转动的角度有不同的限制。一些工业机器人的腕部转动角度小于360°，而另一些则仅受控制电缆缠绕圈数的限制，使得腕部可以转动多圈。根据腕部转动的特点，腕部关节的转动可以进一步细分为滚转和弯转两种类型。图2.12腕部关节的滚转和弯转2.2工业机器人的腕部

2.2.1工业机器人腕部的运动2、臂转手转指腕部的上下摆动，这种运动也称为俯仰，又称为腕部弯曲，如图2.11所示。图2.11腕部的3个运动和坐标系2.2工业机器人的腕部

2.2.1工业机器人腕部的运动3、腕摆“腕摆”指的是工业机器人腕部的水平摆动动作，也被称为腕部侧摆。当腕部进行旋转和俯仰两种运动时，这两种运动的组合可以被视为侧摆运动。在多数工业机器人中，侧摆运动通常是通过一个独立的关节来实现的，这一点可以在图2.8中清晰地看到。腕部的结构经常是上述三种回转方式的组合，这些组合方式灵活多样。常见的腕部组合结构包括臂转-腕摆-手转结构、臂转-双腕摆-手转结构等，这些不同的组合方式在图2.13中得到了展示。可以看出，滚转能够使腕部进行旋转运动，而弯转则能让腕部实现弯曲动作。当滚转和弯转结合起来时，它们共同实现了腕部的侧摆运动。2.2工业机器人的腕部

2.2.1工业机器人腕部的运动臂转-腕摆-手转结构臂转-双腕摆-手转结构

图2.13腕部的组合方式2.2工业机器人的腕部

2.2.2工业机器人腕部的分类根据自由度的数量，腕部可以被划分为单自由度腕部、二自由度腕部和三自由度腕部。选择采用具有多少个自由度的腕部应根据工业机器人的工作性能需求来确定。确定工业机器人腕部的自由度数量应根据其工作性能需求进行精准选择。在某些应用场景中，腕部设计为具有两个自由度，即回转和俯仰或回转和偏转，以满足特定的操作要求。此外，某些专用机械手可能完全省略腕部设计，而某些其他腕部为满足特定的任务需求，还可能额外具备横向移动的自由度，从而提供更为灵活和精确的操作能力。2.2工业机器人的腕部

2.2.2工业机器人腕部的分类1、单自由度腕部（1）单一的臂转功能。腕部关节轴线与臂部的纵轴线共线，回转角度不受结构限制，可以回转360°。（2）单一的腕摆功能。腕部关节轴线与臂部及手部的轴线在另一个方向上相互垂直，回转角度受结构限制。图2.14单自由度腕部型2.2工业机器人的腕部

2.2.2工业机器人腕部的分类2、二自由度腕部工业机器人的腕部可以是由一个R关节和一个B关节组合而成的BR（滚转-弯转）关节，也可以由两个B关节组合形成BB关节。然而，两个R关节不能用于构成二自由度的腕部，因为两个R关节的运动方向是重复的，实际上只能实现单自由度的功能。图2.15二自由度腕部2.2工业机器人的腕部

2.2.2工业机器人腕部的分类3、三自由度腕部三自由度腕部，由R关节和B关节组合而成，可以展现出多种构型，从而实现臂转、手转和腕摆等多种功能。事实上，这种三自由度设计足以让手部达到空间的任何姿态。图2.166种三自由度腕部的组合方式示意图2.2工业机器人的腕部

2.2.3工业机器人腕部的典型结构1、RBR腕部的典型结构工业机器人的RBR腕部是一种典型的手腕结构，其中R代表旋转关节（RevoluteJoint），B代表摆动关节（BallJoint）。RBR腕部结构由三个关节组成，分别是第一个旋转关节、摆动关节和第二个旋转关节。1—小臂后段；2—小臂前段；3—薄壁套筒；4—细长轴；5同步带；6—法兰盘。图2.17腕部三轴驱动电动机后置的典型传动原理2.2工业机器人的腕部

2.2.3工业机器人腕部的典型结构2、RRR腕部的典型结构工业机器人RRR腕部的典型结构由三个连续的回转关节（RevoluteJoints）组成，每个关节都允许其轴线相对于前一个关节进行旋转运动。这种结构的设计使得RRR腕部具有高度的灵活性和多样性，能够完成各种复杂的空间运动和操作。图2.18RRR腕部的常用结构原理图2.2工业机器人的腕部

2.2.3工业机器人腕部的典型结构3、液压（气压）驱动的腕部的典型结构工业机器人的液压或气压驱动的腕部典型结构通常包括驱动源、传动机构、执行机构以及控制系统等部分。以下是对这些部分的详细介绍：（1）驱动装置：这部分通常使用液压或气压马达作为动力源。液压马达具有较大的扭矩和较低的转速，适合用于驱动需要较大力矩的腕部关节。气压马达则具有结构简单、维护方便等优点，适合用于一些对速度要求较高的场合。（2）传动机构：传动机构负责将驱动装置的动力传递到执行机构，实现腕部的各种运动。常见的传动机构包括齿轮传动、链传动、带传动等。这些传动机构可以根据具体的需求进行选择和设计，以实现腕部的精确、平稳运动。（3）执行机构：执行机构是腕部的直接运动部件，负责实现腕部的旋转、俯仰等动作。执行机构通常由连杆、关节轴承等部件组成，通过传动机构的驱动，实现腕部的各种运动。2.2工业机器人的腕部

2.2.3工业机器人腕部的典型结构4、工业机器人的柔顺腕部工业机器人的柔顺腕部是一种特殊设计的腕部结构，其主要特点是具有一定的柔顺性或弹性，以适应复杂和不确定的作业环境。柔顺腕部的设计通常旨在提高机器人在抓取、装配、搬运等作业中的柔顺性和适应性，使其能够更好地适应各种形状、尺寸和表面特性的工件。柔顺腕部的设计原理主要基于柔顺机构或弹性机构，通过引入弹性元件或柔顺材料，使腕部具有一定的柔度或变形能力。这种设计使得机器人在与工件接触时，能够产生一定的顺应性，以减小冲击、降低磨损。柔顺腕部的结构形式多种多样，常见的包括弹簧加载的腕部、柔顺材料制成的腕部以及通过机构设计实现的柔顺腕部等。柔顺装配技术主要分为两种：主动柔顺装配和被动柔顺装配。2.2工业机器人的腕部

2.2.3工业机器人腕部的典型结构柔顺装配技术主要分为两种：（1）主动柔顺装配。主动柔顺装配通过检测和控制手段，结合多种路径搜索方法，实现在装配过程中的实时校正。例如，在手爪上安装视觉传感器和力传感器等检测元件，以获取精确的位置和力信息。然而，主动柔顺装配需要配备高性能的传感器，因此成本较高。（2）被动柔顺装配。被动柔顺装配采用不带动力的机构来控制手爪的运动，以补偿位置误差。在需要被动柔顺装配的工业机器人中，通常会在腕部设置一个角度可调的柔顺环节，以满足装配需求。被动柔顺装配的腕部结构相对简单，价格较低，且装配速度较快。2.3工业机器人的臂部工业机器人的臂部是机器人的主要执行部件之一，它承载着支撑、连接、传动和导向等重要功能。臂部的设计和结构直接影响到机器人的运动性能、工作范围、精度和稳定性等方面。臂部通常由多个刚性连杆组成，这些连杆通过关节连接在一起，形成一个多关节的串联机构。每个关节都有一个或多个自由度，可以实现旋转、俯仰、伸缩等运动。臂部的运动通过传动机构实现，常见的传动方式包括齿轮传动、链传动、带传动等。此外，臂部还配备了导向装置，以确保机器人在运动过程中的稳定性和精度。2.3工业机器人的臂部1、臂部的运动工业机器人的臂部运动是指机器人臂部在空间中的运动轨迹和姿态变化。臂部的运动是由多个关节的协同运动实现的，每个关节都有自己的运动范围和自由度。通过控制各个关节的运动，可以实现机器人在空间中的复杂运动。工业机器人的臂部运动可以分为线性运动和旋转运动两种类型。线性运动是指机器人在空间中沿直线或曲线进行的移动，如前后、左右、上下等方向的移动。旋转运动则是指机器人在空间中绕某个轴进行的旋转，如手腕的旋转、臂部的俯仰和回转等。在实际应用中，工业机器人的臂部运动需要根据具体的作业需求进行规划和控制。通常，机器人的运动轨迹和姿态变化需要通过编程或示教方式进行预定义和存储。在机器人执行作业时，控制系统会根据预定义的运动轨迹和姿态变化，控制各个关节的运动，从而实现机器人的精确运动。2.3工业机器人的臂部2、臂部的配置和驱动（1）工业机器人臂部的配置。机身和臂部的配置形式基本上反映了工业机器人的总体布局。由于应用场景、作业环境和场地条件各异，工业机器人衍生出了多样化的配置形式。目前，横梁式、立柱式、基座式和屈伸式是四种主流的配置方式。这些配置形式旨在适应不同的工作环境和操作需求，确保机器人能够以最佳状态执行作业任务。①横梁式臂部配置。机身设计成横梁式，横梁用于悬挂手部部件，通常分为单臂悬挂式和双臂悬挂式两种。②

立柱式配置。立柱式工业机器人多采用回转型、俯仰型或屈伸型的运动形式，是一种常见的配置形式。常分为单臂式和双臂式两种。2.3工业机器人的臂部横梁式臂部配置图2.22立柱式臂部配置2.3工业机器人的臂部（2）工业机器人臂部的驱动工业机器人的臂部驱动是指为机器人的臂部提供动力，使其能够按照预定的轨迹和姿态进行运动。驱动系统通常由动力源、传动机构和控制系统等组成。动力源是驱动系统的核心部分，为机器人提供所需的动力。常见的动力源包括电机、气压缸和液压缸等。其中，电机是最常见的动力源，具有启动速度快、调试范围宽、过载能力强的优势。电机可以分为直流伺服电机、交流伺服电机和步进电机等。2.3工业机器人的臂部（3）关节型工业机器人臂部的典型结构关节型工业机器人的臂部由大臂和小臂组成，大臂与机身相连的关节称为肩关节，大臂与小臂相连的关节称为肘关节。①肩关节电动机布置。鉴于肩关节需要承受大臂、小臂以及手部的总质量和载荷，从而承受较大的力矩，同时还要应对来自平衡装置的弯矩，因此，它必须具备较高的运动精度和刚度。多数设计中，会采用高刚度的RV减速器进行传动。根据电动机的旋转轴线与减速器的旋转轴线是否重合，肩关节电动机的布置方案可分为同轴式和偏置式两种。②肘关节电动机布置。肘关节要承受小臂、手部的质量和载荷，受到很大的力矩作用。肘关节也应具有较高的运动精度和刚度，多采用高刚度的RV减速器传动。按照电动机

旋转轴线与减速器旋转轴线是否在一条直线上，肘关节电动机布置方案也可分为同轴式和偏置式两种。2.3工业机器人的臂部1—肩关节电动机；2—减速器3—大臂；4—机身；5—齿轮。1—肘关节电动机；2—小臂；3—减速器；4—大臂；5—齿轮。图2.25肩关节电动机的布置方案2.3工业机器人的臂部（4）液（气）压驱动的臂部典型结构①臂部直线运动机构。工业机器人在执行臂部的伸缩和横向移动时，均依赖于直线运动机构。为实现臂部的往复直线运动，存在多种机构形式，其中常用的包括液（气）压缸、齿轮齿条机构、丝杠螺母机构以及连杆机构等。由于液（气）压缸具有体积小、质量轻的特点，它在工业机器人的臂部结构中得到了广泛的应用。1—运动齿条；2—齿轮；3—活塞杆；4—固定齿条。图2.27采用气压传动的齿轮齿条式增倍机构的臂部结构2.3工业机器人的臂部②臂部回转运动机构。工业机器人臂部的回转运动可通过多种机构形式实现，常见的有叶片式回转缸、齿轮传动机构、链轮传动机构、活塞缸和连杆机构等。图2.28所示为利用齿轮齿条液压缸实现臂部回转运动的机构。1—齿轮；2—齿条活塞。图2.28利用齿轮齿条液压缸实现臂部回转运动的机构2.3工业机器人的臂部③MOTOMANSV3工业机器人的机身与臂部。MOTOMANSV3工业机器人的机身与臂部共有3个旋转自由度，这包括机身腰关节的旋转运动（S轴）、大臂肩关节的摆动（L轴）以及小臂肘关节的摆动（U轴）。1—臂部；2—活塞杆；3—液压缸；4—支承架；5.6—定位螺钉。1—RV减速器；2—交流伺服电动机；3—机身；4—壳体；5—输出盘；6—基座；7—支承轴承。图2.29采用活塞缸和连杆机构的一种双臂工业机器人臂部的结构图2.30关节旋转方向和结构本章内容§2.1工业机器人的手部§2.2工业机器人的腕部§2.3工业机器人的臂部§2.4工业机器人的机身§2.5工业机器人的基座§2.6工业机器人的底座2.4工业机器人的机身工业机器人的机身是机器人的主体部分，承载着机器人的各种部件和装置，包括臂部、关节、末端执行器等。机身的设计和结构对于机器人的运动性能、工作范围、精度和稳定性等方面具有重要影响。机身的典型结构（1）关节型机身的典型结构。多关节坐标机器人的机身仅具备一个回转自由度，即机身的回转运动。这一运动要求机身支撑整个结构围绕基座进行旋转。在工业机器人的六个关节中，机身关节所承受的力和力矩最为显著和复杂，不仅承受大量的轴向和径向力，还要承受倾覆力矩。2.4工业机器人的机身1—驱动电动机；2—大臂；3—联轴器；4—减速器；5—机身；6—基座；7—齿轮。图2.31机身关节电动机布置方案2.4工业机器人的机身（2）液（气）压驱动的机身典型结构。圆柱坐标型工业机器人的机身设计包含了回转与升降两个自由度，其中升降运动常通过液压缸来实现。对于回转运动，可以采取以下几种驱动方案：①使用摆动液压缸作为驱动，同时将升降液压缸放置在回转液压缸的下方。由于摆动液压缸被设置在升降活塞杆的上方，这要求升降液压缸的活塞杆尺寸相应增大。②采用摆动液压缸驱动，回转液压缸在下，升降液压缸在上，这种布局下，回转液压缸所需的驱动力矩需要相应增大。③采用链条链轮传动机构。这种机构能够将链条的直线运动转化为链轮的回转运动，并且其回转角度可以超过360°。2.4工业机器人的机身1—驱动电动机；2—大臂；3—联轴器；4—减速器；5—机身；6—基座；7—齿轮。图2.32采用链条链轮传动机构实现机身回转运动的原理图本章内容§2.1工业机器人的手部§2.2工业机器人的腕部§2.3工业机器人的臂部§2.4工业机器人的机身§2.5工业机器人的基座§2.6工业机器人的底座2.5工业机器人的基座工业机器人的基座是机器人整体结构的重要组成部分，它承载着机器人的主体部分，为机器人的运动和工作提供了稳定的支撑。基座的设计和选择对于机器人的性能、稳定性和精度具有重要影响。基座的主要功能包括：1.支撑和稳定：基座作为机器人的基础，必须能够承受机器人的整体重量，以及在工作过程中产生的各种力和力矩。它需要具有足够的刚性和稳定性，以确保机器人在各种工作条件下都能保持平稳的运行。2.定位和固定：基座通过与地面的连接和固定，确定了机器人在工作环境中的位置和方向。它需要能够精确地定位机器人，确保机器人在执行作业时的准确性和精度。3.连接和传输：基座通常还负责连接和传输机器人的电源、信号和控制指令等。它需要提供稳定的电气连接和信号传输，确保机器人与外部环境之间的正常通信和控制。2.5工业机器人的基座基座可以分为固定式和移动式两种类型。固定式基座工业机器人是直接将基座安装在机器人的底座之上。而移动式基座则可拓宽机器人之工作领域，其可安装于小车或导轨之上。固定式的工业机器人小车行走机器人导轨行走机器人图2.1固定式的工业机器人图2.2小车行走机器人图2.3导轨行走机器人2.5工业机器人的基座

2.5.1工业机器人的行走机构工业机器人的行走机构是机器人能够自主移动的关键部分，它负责实现机器人在工作空间内的位置调整和运动。以下是几种常见的工业机器人行走机构类型：（1）轮式行走机构：轮式行走机构是最常见的一种行走机构形式，它通过轮子与地面接触，实现机器人的移动。轮式行走机构具有结构简单、成本低、移动速度快等优点。（2）履带式行走机构：履带式行走机构采用履带与地面接触，具有更好的适应性和稳定性。履带式行走机构可以提供更大的接触面积和更好的抓地力，使机器人在复杂地形中也能稳定移动。（3）足式行走机构：足式行走机构通过模拟生物的腿部结构。足式行走机构具有高度的适应性和灵活性，可以在崎岖不平的地形中移动，甚至可以在楼梯、斜坡等复杂环境中行走。2.5工业机器人的基座

2.5.1工业机器人的行走机构1、轮式行走机构（1/3）工业机器人的轮式行走机构是一种常见的移动方式，它使机器人能够在平坦、硬质的地面上高效、稳定地移动。轮式行走机构的设计通常涉及轮子的大小、数量、布局以及驱动方式等因素。轮式行走机构的设计灵活多变，可根据车轮数量分为一轮、二轮、三轮、四轮及多轮配置。在实现轮式行走时，确保机器人的稳定性至关重要。因此，在实际应用中，三轮和四轮配置的轮式行走机构较为常见，因为它们通过合理的车轮布局和驱动方式，能够有效解决稳定性问题，使机器人在各种平坦地面上都能稳定运行。2.5工业机器人的基座

2.5.1工业机器人的行走机构（1）三轮行走机构三轮行走机构具有一定的稳定性，代表性的车轮配置方式是一个前轮、两个后轮。图2.35三轮行走机构2.5工业机器人的基座

2.5.1工业机器人的行走机构（2）四轮行走机构四轮行走机构的应用是最为普遍的。这种机构可以通过不同的方式实现驱动和转向。图2.36四轮行走机构2.5工业机器人的基座

2.5.1工业机器人的行走机构（3）越障轮式行走机构工业机器人的越障轮式行走机构是一种特殊设计的轮式机构，旨在使机器人能够在遇到障碍物时进行有效的越障操作。这种行走机构结合了轮式机构的移动效率和越障能力，使得机器人可以在复杂的环境中执行任务。越障轮式行走机构通常是多轮式设计，图2.37越障轮式行走机构2.5工业机器人的基座

2.5.1工业机器人的行走机构2、履带式行走机构（2/3）工业机器人的履带式行走机构是一种适用于松软、不平坦或复杂地形的移动方式。它通过模仿坦克的履带设计，为机器人提供了更好的地面适应性和稳定性。（1）履带式行走机构的组成。履带式行走机构由履带、驱动轮、支承轮和张紧轮等组成。1—张紧轮（导向轮）；2—支承轮；3—履带；4—托轮；5—驱动轮；6—基座安装台面；7—机架。图2.39履带式行走机构的组成2.5工业机器人的基座

2.5.1工业机器人的行走机构（2）履带式行走机构的形状。履带式行走机构的形状有很多种，主要有一字形、倒梯形等。图2.40履带式行走机构的形状2.5工业机器人的基座

2.5.1工业机器人的行走机构（3）履带式行走机构的优点如下:a）支承面积大，接地比压小，适合在松软或泥泞场地进行作业，下陷度小，滚动阻力小。b）越野机动性优越，能在凹凸不平的地面上行走，跨越障碍物，攀爬小梯度台阶。与轮式行走机构相比，其爬坡、越沟等性能更为出色。c）履带支承面上有履齿，不易打滑，牵引附着性能好，有利于发挥较大的牵引力作用。（4）履带式行走机构的缺点如下:a）由于缺乏自定位轮和转向机构，履带式行走机构只能通过调整左右两侧履带的速度差来实现转弯，这会导致转向和前进方向产生滑动。b）转弯阻力大，不能准确地确定回转半径。c）结构复杂，质量大，运动惯性大，减振功能差，部件易损坏。2.5工业机器人的基座

2.5.1工业机器人的行走机构3、足式行走机构（3/3）工业机器人的足式行走机构是一种模仿生物腿部结构设计的移动方式。它通过多个足部结构，在不平坦或复杂地面上实现稳定的行走和越障能力。足式行走机构的设计通常涉及到腿部的结构、关节的灵活性、驱动方式以及步态规划等方面。图2.41足式行走机构2.5工业机器人的基座

2.5.1工业机器人的行走机构（1）双足行走式机器人双足行走式机器人的结构通常与人类双足相似，包括大腿、小腿和足部等部分。每个关节都由电机、减速器和传感器等组成，以实现精确的运动控制和感知功能。机器人的整体结构通常采用轻质材料制成，以减轻重量并提高运动性能。图2.43双足行走式机器人运动副简图2.5工业机器人的基座

2.5.1工业机器人的行走机构（2）六足行走式机器人六足行走式机器人是仿照六足昆虫行走方式设计的。每条腿配备3个转动关节，以3条腿为一组行走，足部端点以相同的位移移动，并通过设定时间间隔进行移动。这种设计使得机器人能够在XY平面内实现任意方向的行走和原地转动。本章内容§2.1工业机器人的手部§2.2工业机器人的腕部§2.3工业机器人的臂部§2.4工业机器人的机身§2.5工业机器人的基座§2.6工业机器人的底座2.6工业机器人的底座2.6.1工业机器人的底座安装工业机器人的底座是机器人结构中的重要组成部分，负责支撑和稳定机器人。底座的设计和材料选择对于机器人的性能、精度和稳定性具有重要影响。底座通常具有较大的底面积、合适的重心位置和附加功能，以满足机器人的特定需求。同时，底座还可能包含散热系统和电缆管理系统等附加功能，以确保机器人的正常