并联机器人与串联机器人是工业机器人领域的两大主要结构类型,其差异主要体现在结构设计、性能特点及应用场景上:
一、结构与工作原理
1. 串联机器人
由多个关节串联组成,运动链呈线性连接,末端执行器的运动通过逐级传递实现。 典型代表为六轴关节型机器人,结构简单且工作空间大,但末端负载能力较低。 2. 并联机器人
通过多条独立运动链(如滚柱丝杠或旋转执行器)并行驱动末端执行器,形成刚性闭环结构。 例如三角并联机器人或Stewart平台,具有高刚度、高精度特性,但工作空间相对较小。 二、性能对比
精度与刚度:并联机器人因结构刚性高,动态性能优异,定位精度可达微米级,适合高速分拣或精密加工;串联机器人因关节累积误差,精度相对较低。 负载能力:并联机构负载与自重比可超过10(如Stewart平台),而串联机器人通常小于0.15。 运动灵活性:串联机器人工作空间大,适合复杂轨迹任务(如焊接、喷涂);并联机器人运动速度快,但灵活性受限于结构设计。 三、应用领域
串联机器人:广泛用于汽车装配、物料搬运等需大范围作业的场景。 并联机器人:适用于高速分拣(如三角洲机器人)、医疗手术器械、飞行模拟器等对精度和速度要求高的领域。 四、控制复杂度
串联机器人正解(末端位姿计算)简单但反解困难,而并联机器人反解容易,更适合实时控制。 - 混动架构(如开普勒K2大黄蜂的串并联结合)通过行星滚柱丝杠技术平衡了精度与稳定性,但研发门槛较高。