球面坐标机器人英文解释翻译、球面坐标机器人的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【计】 spherical coordinate robot

分词翻译：

球面坐标的英语翻译：

【计】 spherical coordinates

机器人的英语翻译：

android; automaton; robot
【计】 robot
【化】 robot

专业解析

球面坐标机器人（Spherical Coordinate Robot）是一种基于球面坐标系（Spherical Coordinate System）设计和运动的工业机器人。其机械结构和运动方式由三个主要运动参数定义：径向距离（R）、仰角（θ）和方位角（φ）。这种结构使得机器人的末端执行器能够在三维空间中以球面轨迹运动。

核心特征与工作原理

坐标系定义
球面坐标系用三个参数描述空间点位置：
- 径向距离 (R - Radial Distance): 从坐标系原点（通常位于机器人基座）到末端执行器的直线距离。
- 仰角 (θ - Elevation Angle / Polar Angle): 从参考轴（通常是垂直轴）到点矢量的夹角。
- 方位角 (φ - Azimuth Angle): 在参考平面（通常是水平面）内，从参考方向到点投影的夹角。
关节配置与运动
典型的球面坐标机器人通常配备三个旋转关节来实现这三个自由度的运动：
- 基座旋转关节: 提供绕垂直轴的旋转运动，改变方位角（φ）。
- 肩部俯仰关节: 提供在垂直平面内的上下摆动运动，改变仰角（θ）。
- 径向伸缩关节: 提供沿手臂方向的直线伸缩运动，改变径向距离（R）。有时这个关节也可能是旋转关节，通过连杆机构实现径向运动。
工作空间形状
由于其运动特性，球面坐标机器人的工作空间大致呈球壳形（部分球体）。其可达范围取决于各关节的运动极限和臂长。

主要优缺点

优点:
- 结构相对简单，易于控制。
- 在靠近基座区域具有较高的刚度和精度。
- 径向伸缩运动使其擅长处理需要直线伸入/退出狭小空间的任务（如从箱体中取放零件）。
缺点:
- 工作空间存在“肩部奇点”，影响某些姿态下的运动性能。
- 远离基座时刚度和精度可能下降。
- 工作空间形状不如直角坐标或关节型机器人灵活。

典型应用

球面坐标机器人因其特定的工作空间和运动特性，常用于：

物料搬运（尤其是从固定位置取放）。
简单的点焊、弧焊。
喷涂（喷漆、粉末）。
机床上下料。
装配（特定工位）。

汉英术语对照

球面坐标机器人: Spherical Coordinate Robot / Spherical Robot
球面坐标系: Spherical Coordinate System
径向距离: Radial Distance (R)
仰角/极角: Elevation Angle / Polar Angle (θ)
方位角: Azimuth Angle (φ)
基座旋转关节: Base Rotation Joint (Revolving Joint)
肩部俯仰关节: Shoulder Pitch Joint (Vertical Pivot Joint)
径向伸缩关节: Radial Extension Joint (Telescoping Arm / Linear Joint)
工作空间: Workspace
末端执行器: End Effector

权威参考来源

机器人学基础理论: 球面坐标机器人的定义和工作原理属于机器人运动学和机构学的基础知识，在标准的机器人学教材和百科全书中均有详细阐述。例如，《机器人学导论》(Introduction to Robotics: Mechanics and Control) by John J. Craig 等经典著作对各类机器人构型（包括球面坐标）进行了系统介绍。
国际标准化组织 (ISO): ISO 8373:2021《Robots and robotic devices — Vocabulary》标准定义了工业机器人的术语，包括按坐标系分类的机器人类型（如直角坐标、圆柱坐标、球坐标、关节坐标等）。该标准为理解球面坐标机器人提供了权威定义框架。
专业机构与百科: 国际机器人联合会 (IFR - International Federation of Robotics) 的出版物和报告，以及权威的工程百科全书（如大英百科全书在线版 Engineering 部分）也会涵盖工业机器人的基本分类和原理。维基百科的“Spherical coordinate system”和“Industrial robot”条目也提供了相关背景知识（需注意交叉验证信息）。

网络扩展解释

球面坐标机器人是一种基于球面坐标系设计的工业机器人，其运动轨迹覆盖球面或部分球面区域。以下是其核心特点的详细解释：

定义与结构
球面坐标机器人通过三个独立自由度实现运动：
- 径向伸缩：机械臂可沿直线方向伸缩；
- 垂直摆动：在垂直平面上进行俯仰运动；
- 水平旋转：底座绕垂直轴水平转动。
  典型结构包括底座、上臂和前臂，关节配置可能包含肩关节和肘关节，形成类似人类手臂的多段运动链。
运动特点与工作空间
其运动轨迹形成的包络面近似球体的一部分，因此得名。例如，通过伸缩和旋转组合，末端执行器可覆盖以底座为中心的球面区域。相较于直角坐标机器人（直线运动为主）和柱面坐标机器人（旋转+垂直/水平线性运动），球面坐标机器人更适合大范围弧线作业。
应用场景
常见于需要大角度灵活运动的场景，如焊接、喷涂、物料搬运等。其英文术语为spherical coordinate robot。
与其他类型的区别
- 柱面坐标机器人：通过旋转基座和线性轴组合，工作空间呈圆柱形；
- 多关节机器人：通常具有更多自由度，运动更灵活，但控制复杂度更高。

通过上述结构，球面坐标机器人平衡了运动范围和控制复杂度，成为工业自动化中的重要类型。