手腕设计也是工业机器人设计当中一个重要的部分,目前全球的手腕设计有这么几种方法:

  • 仿人手腕的Pitch-yaw-roll(YXZ)结构[1]

  • Roll-pitch-roll(ZYZ)或者球型结构手腕

types-of-wrist-desgin

这两种不同的手腕设计,目前应用最多的就是球型结构手腕。这种结构的特点很明显,就是手腕拥有的三个关节的轴线,是相交于一点的,而这种相交就非常容易的在运动学上提供了这么一个条件,方便了设计。目前的工业机器人手腕这一部分,都有两个不同的姿态,有一些叫做为正向(Positive)或者负向(Negative)两种姿态不同,还有一些叫做Flip与NoFlip。比如来说,在一台六轴的工业机器人上,工业机器人的位置点是(200,100,300,0,90,0).这个点的后面三位表示的就是手腕部分的姿态,其单位是度,我们称这个位置为Flip或者Positve。但是,保持这个位置及手腕的姿态,还可以通过旋转四轴也就是roll这个角度来实现,比如说转过180度,这个时候再将pitch也转过-180度,所实现的状态也是一样的,只不过现在的姿态变成了(180,-90,0),看一下下面这张图。wriste-singularity
图中可以看出,机械手的四轴已经旋转过了180度,底的接线装置已经从朝下变为朝上了,而相应的五轴为了保持原有的位置,从开始的90度变成了现在的-90度。

注[1]:pitch,yaw,roll. 就是绕Y轴旋转的俯仰角(Ry),绕X轴旋转的偏转角(Rx),和绕Z轴旋转的滚动角(Ry)。