机械臂的原理是什么？

Question

如题所述

Answer 1

机械臂是一种可以进行多自由度运动的机器人，它的原理是基于机械学、控制理论、电子技术等多个学科的交叉应用。机械臂的原理可以简单概括为以下几点：

机械结构原理：机械臂的机械结构原理是基础，它是机械臂能够进行自由度运动的基础。机械臂通常由多个关节、连杆等组成，各个部分通过电机、减速器等驱动系统配合运动，实现机械臂的自由度运动。

控制原理：机械臂的控制原理是机械臂能够精确地运动和执行任务的关键。机械臂的控制涉及到运动控制、力控制、姿态控制、路径规划等多个方面，需要通过控制器实现。控制器通过传感器检测机械臂的状态和环境信息，计算出机械臂的运动轨迹和控制指令，使机械臂能够精确地执行任务。

传感器原理：机械臂的传感器原理是机械臂能够感知外部环境和物体的基础。机械臂通常配备多种传感器，如视觉传感器、力传感器、位置传感器等。这些传感器可以检测机械臂的位置、速度、力度等物理量，从而提供给控制器反馈信息，使机械臂能够自适应环境和任务。
总的来说，机械臂的原理是基于机械结构、控制原理和传感器原理的交叉应用，通过各个部分的协作实现机械臂的自由度运动和精确执行任务。

Answer 2

机械臂的原理称为杠杆原理。
杠杆是在力的作用下，可以绕着固定点转动的硬棒。这个固定点叫做杠杆的支点，使杠杆绕着支点转动的力叫做杠杆的动力，支点到动力作用线的距离为动力臂，阻碍杠杆转动的力叫做阻力，支点到阻力作用线的距离为阻力臂。力臂并不一定是支点到力的作用点的距离，也不一定都在杠杆上。
当杠杆的动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂时，杠杆处于静止或匀速转动的状态，我们称为杠杆平衡原理。

Answer 3

机械臂，顾名思义，是模仿人的手臂而设计的机构，属于串联式机器人机构。

通过于机械臂腕部装不同的执行构件，可以是手爪、钻头、焊枪等等一系列不同工作目的的执行构件，然后通过机械臂大臂与小臂甚至腕部的运动副去实现我们执行构件的目的位置和姿态！

而这种实现的方式，就是基于串联式机器人的情况下，取机械臂各部分间的参数（例如：一般取连杆扭角度、连杆夹角）去根据执行构件的位姿反推各个部分应该有的位置，从而调整这些参数，实现运动工作。

但是一般这种反算会出现多个解，这就需要优化，去取舍。而这种计算建立的模型就是将各个运动副的位姿用矩阵去表示，前边说的反推就是根据执行构件的位姿矩阵推出机械臂各个运动副的位姿矩阵。至于细化，就需要去用计算机编程以及控制系统实现了。

手臂由以下几部分组成：

（1）运动元件。如油缸、气缸、齿条、凸轮等是驱动手臂运动的部件。

（2）导向装置。是保证手臂的正确方面及承受由于工件的重量所产生的弯曲和扭转的力矩。

（3）手臂。起着连接和承受外力的作用。手臂上的零部件，如油缸、导向杆、控制件等都安装在手臂上。

此外，根据机械手运动和工作的要求，如管路、冷却装置、行程定位装置和自动检测装置等，一般也都装在手臂上。所以手臂的结构、工作范围、承载能力和动作精度都直接影响机械手的工作性能。本回答被网友采纳

Answer 4

机器人在这两年莫名其妙就成了热门话题了。在人们的想象之中，机器人智慧聪颖，无所不能，仿佛今天就要抢人类的饭碗，明天就要灭绝人类了。

机械臂，顾名思义，是模仿人的手臂而设计的机构，属于串联式机器人机构。

通过于机械臂腕部装不同的执行构件，可以是手爪、钻头、焊枪等等一系列不同工作目的的执行构件，然后通过机械臂大臂与小臂甚至腕部的运动副去实现我们执行构件的目的位置和姿态！而这种实现的方式，就是基于串联式机器人的情况下，取机械臂各部分间的参数（例如：一般取连杆扭角度、连杆夹角）去根据执行构件的位姿反推各个部分应该有的位置，从而调整这些参数，实现运动工作。

但是一般这种反算会出现多个解，这就需要优化，去取舍。而这种计算建立的模型就是将各个运动副的位姿用矩阵去表示，前边说的反推就是根据执行构件的位姿矩阵推出机械臂各个运动副的位姿矩阵。至于细化，就需要去用计算机编程以及控制系统实现了。手臂由以下几部分组成：

（1）运动元件。如油缸、气缸、齿条、凸轮等是驱动手臂运动的部件。

（2）导向装置。是保证手臂的正确方面及承受由于工件的重量所产生的弯曲和扭转的力矩。

（3）手臂。起着连接和承受外力的作用。手臂上的零部件，如油缸、导向杆、控制件等都安装在手臂上。

此外，根据机械手运动和工作的要求，如管路、冷却装置、行程定位装置和自动检测装置等，一般也都装在手臂上。所以手臂的结构、工作范围、承载能力和动作精度都直接影响机械手的工作性能。本回答被网友采纳

Answer 5

机械臂是指高精度，多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统。

通俗一点来说，它就是一种协作抓取机器人，通常用于工业和科研，
机械臂是一个复杂系统, 存在着参数摄动、外界干扰及未建模动态等不确定性。因而机械臂的建模模型也存在着不确定性，对于不同的任务, 需要规划机械臂关节空间的运动轨迹，从而级联构成末端位姿。
柔性机械臂的控制一般有如下方式,

1) 刚性化处理。完全忽略结构的弹性变形对结构刚体运动的影响。 例如为了避免过大的弹性变形破坏柔性机械臂的稳定性和末端定位精度NASA的遥控太空手运动的最大角速度为0.5deg/s。

2) 前馈补偿法。将机械臂柔性变形形成的机械振动看成是对刚性运动的确定性干扰 而采用前馈补偿的办法来抵消这种干扰。 德国的Bernd Gebler研究了具有弹性杆和弹性关节的工业机器人的前馈控制。张铁民研究了基于利用增加零点来消除系统的主导极点和系统不稳定的方法设计了具有时间延时的前馈控制器 和PID 控制器比较起来 可以更加明显的消除系统的残余振动。 Seering Warren P。 等学者对前馈补偿技术进行了深入的研究。本回答被网友采纳