第3章　構(gòu)建工業(yè)級(jí)移動(dòng)機(jī)械臂

機(jī)器人學(xué)是一個(gè)跨多個(gè)學(xué)科的工程領(lǐng)域，在當(dāng)今有著廣泛的應(yīng)用。與移動(dòng)機(jī)器人和不移動(dòng)機(jī)器人的標(biāo)準(zhǔn)分類不同，機(jī)器人還根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景、工作介質(zhì)等進(jìn)行分類，如地上移動(dòng)機(jī)器人、空中機(jī)器人、海洋機(jī)器人和空間機(jī)器人等。其中，最常見(jiàn)的是移動(dòng)機(jī)器人，此類機(jī)器人通過(guò)了解和學(xué)習(xí)環(huán)境的變化來(lái)進(jìn)行移動(dòng)，通過(guò)對(duì)環(huán)境進(jìn)行感知，執(zhí)行應(yīng)用程序要求的必要操作。另一類常用的靜態(tài)機(jī)器人是機(jī)械臂，它在工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。它最初主要用于進(jìn)行起重，這類任務(wù)通常能夠自動(dòng)完成且具有重復(fù)性，但目前機(jī)械臂已經(jīng)變得足夠“聰明”，能夠理解環(huán)境和感興趣的物體，并與人類一起執(zhí)行任務(wù)。這類機(jī)械臂現(xiàn)在被稱為cobot。讀者可以想象一下將機(jī)械臂和具有足夠有效載荷能力的移動(dòng)機(jī)器人組合在一起的場(chǎng)景，這類機(jī)器人就是移動(dòng)機(jī)械臂。

移動(dòng)機(jī)械臂在工業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景，因?yàn)樗梢噪S身攜帶物體，并根據(jù)需要將其傳送到相應(yīng)的工作單元或工作站。這使得機(jī)器人可以自由地到達(dá)空間中的幾乎所有點(diǎn)，不像那些不能移動(dòng)的機(jī)械臂那樣僅有有限的工作空間。對(duì)于大部分工廠自動(dòng)化管理系統(tǒng)而言，都要求具有一定的靈活性，因此移動(dòng)機(jī)械臂將是一個(gè)非常好的補(bǔ)充工具。除了工業(yè)領(lǐng)域，移動(dòng)機(jī)械臂在其他領(lǐng)域也很有用，如太空探索、采礦、零售和軍事應(yīng)用。可以采用自主控制或半自主控制模式，也可以根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的需要進(jìn)行手動(dòng)控制。

本章是我們開(kāi)始使用ROS構(gòu)建機(jī)器人的第一章。本章將主要介紹常見(jiàn)的移動(dòng)機(jī)械臂，以便更好地了解如何使用它們。在此基礎(chǔ)上，我們將探討構(gòu)建移動(dòng)機(jī)械臂項(xiàng)目的先決條件和方法。通過(guò)對(duì)本章的學(xué)習(xí)，讀者可以分別對(duì)機(jī)器人底座和機(jī)械臂進(jìn)行建模和模擬，然后將它們組合在一起，并查看運(yùn)行情況。

本章涵蓋的主題包括：

·常見(jiàn)的移動(dòng)機(jī)械臂。

·移動(dòng)機(jī)械臂應(yīng)用場(chǎng)景。

·移動(dòng)機(jī)械臂構(gòu)建入門。

·單位及坐標(biāo)系。

·機(jī)器人底座構(gòu)建。

·機(jī)械臂構(gòu)建。

·系統(tǒng)集成。