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机械臂的作用

机械臂是一种能够模仿人的手部动作，按照既定程序自动抓取、搬运和操作的自动化装置。它可以在编程功能下完成各种预期任务。它不仅在整体结构和性能上具备了人手的优势，同时也具备了机械臂的优势。机械臂是较早的工业机器人之一。机械臂设备的出现可以代替繁重的劳动，使生产机械化和自动化得以实现，并能在有害的环境中操作，从而对人身安全起到保障作用。

机器臂的类型

不确定性主要分为两种主要类型：结构（structured）不确定性和非结构（unstructured）不确定性，非结构不确定性主要是由于测量噪声、外界干扰及计算中的采样时滞和舍入误差等非被控对象自身因素所引起的不确定性。结构不确定性和建模模型本身有关。

①参数不确定性　如负载质量、连杆质量、长度及连杆质心等参数未知或部分已知。

②未建模动态　高频未建模动态，如执行器动态或结构振动等；低频未建模动态，如动/静摩擦力等。

模型不确定性给机械臂轨迹跟踪的实现带来影响，同时部分控制算法受限于一定的不确定性。应用于机械臂控制系统的设计方法主要包括PID控制、自适应控制和鲁棒控制等，然而由于它们自身所存在的缺陷，促使其与神经网络、模糊控制等算法相结合，一些新的控制方法也在涌现，很多算法是彼此结合在一起的。

工业机械臂的分类

按驱动方式分

1．液压式　液压驱动机械臂通常由液动机（各种油缸、油马达）、伺服阀、油泵、油箱等组成驱动系统，由驱动机械臂的执行机构进行工作。通常它具有很大的抓举能力（高达几百公斤以上），其特点是结构紧凑，动　作平稳，耐冲击，耐振动，防爆性好，但液压元件要求有较高的制造精度和密封性能，否则漏油将污染环境。

2．气动式　其驱动系统通常由气缸、气阀、气罐和空压机组成，其特点是气源方便，动作迅速、结构简单、造价较低、维修方便。但难以进行速度控制，气压不可太高，故抓举能力较低。

3．电动式　电力驱动是目前机械臂使用得很多的一种驱动方式。其特点是电源方便，响应快，驱动力较大（关节型的持重已达400公斤），信号检测、传递、处理方便，并可以采用多种灵活的控制方案。驱动电机一般采用步进电机，直流伺服电机以及交流伺服电机（其中交流伺服电机为目前主要的驱动形式）。由于电机速度高，通常采用减速机构（如谐波传动、RV摆线针轮传动、齿轮传动、螺旋行动和多杆式机构等）。目前，有些机械臂已开始采用无减速机构的大转矩、低转速的电机进行直接驱动（DD），这既可以使机构简化，又可提高控制精度。。