球面坐标機器人英文解釋翻譯、球面坐标機器人的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【計】 spherical coordinate robot

分詞翻譯：

球面坐标的英語翻譯：

【計】 spherical coordinates

機器人的英語翻譯：

android; automaton; robot
【計】 robot
【化】 robot

專業解析

球面坐标機器人（Spherical Coordinate Robot）是一種基于球面坐标系（Spherical Coordinate System）設計和運動的工業機器人。其機械結構和運動方式由三個主要運動參數定義：徑向距離（R）、仰角（θ）和方位角（φ）。這種結構使得機器人的末端執行器能夠在三維空間中以球面軌迹運動。

核心特征與工作原理

坐标系定義
球面坐标系用三個參數描述空間點位置：
- 徑向距離 (R - Radial Distance): 從坐标系原點（通常位于機器人基座）到末端執行器的直線距離。
- 仰角 (θ - Elevation Angle / Polar Angle): 從參考軸（通常是垂直軸）到點矢量的夾角。
- 方位角 (φ - Azimuth Angle): 在參考平面（通常是水平面）内，從參考方向到點投影的夾角。
關節配置與運動
典型的球面坐标機器人通常配備三個旋轉關節來實現這三個自由度的運動：
- 基座旋轉關節: 提供繞垂直軸的旋轉運動，改變方位角（φ）。
- 肩部俯仰關節: 提供在垂直平面内的上下擺動運動，改變仰角（θ）。
- 徑向伸縮關節: 提供沿手臂方向的直線伸縮運動，改變徑向距離（R）。有時這個關節也可能是旋轉關節，通過連杆機構實現徑向運動。
工作空間形狀
由于其運動特性，球面坐标機器人的工作空間大緻呈球殼形（部分球體）。其可達範圍取決于各關節的運動極限和臂長。

主要優缺點

優點:
- 結構相對簡單，易于控制。
- 在靠近基座區域具有較高的剛度和精度。
- 徑向伸縮運動使其擅長處理需要直線伸入/退出狹小空間的任務（如從箱體中取放零件）。
缺點:
- 工作空間存在“肩部奇點”，影響某些姿态下的運動性能。
- 遠離基座時剛度和精度可能下降。
- 工作空間形狀不如直角坐标或關節型機器人靈活。

典型應用

球面坐标機器人因其特定的工作空間和運動特性，常用于：

物料搬運（尤其是從固定位置取放）。
簡單的點焊、弧焊。
噴塗（噴漆、粉末）。
機床上下料。
裝配（特定工位）。

漢英術語對照

球面坐标機器人: Spherical Coordinate Robot / Spherical Robot
球面坐标系: Spherical Coordinate System
徑向距離: Radial Distance (R)
仰角/極角: Elevation Angle / Polar Angle (θ)
方位角: Azimuth Angle (φ)
基座旋轉關節: Base Rotation Joint (Revolving Joint)
肩部俯仰關節: Shoulder Pitch Joint (Vertical Pivot Joint)
徑向伸縮關節: Radial Extension Joint (Telescoping Arm / Linear Joint)
工作空間: Workspace
末端執行器: End Effector

權威參考來源

機器人學基礎理論: 球面坐标機器人的定義和工作原理屬于機器人運動學和機構學的基礎知識，在标準的機器人學教材和百科全書中均有詳細闡述。例如，《機器人學導論》(Introduction to Robotics: Mechanics and Control) by John J. Craig 等經典著作對各類機器人構型（包括球面坐标）進行了系統介紹。
國際标準化組織 (ISO): ISO 8373:2021《Robots and robotic devices — Vocabulary》标準定義了工業機器人的術語，包括按坐标系分類的機器人類型（如直角坐标、圓柱坐标、球坐标、關節坐标等）。該标準為理解球面坐标機器人提供了權威定義框架。
專業機構與百科: 國際機器人聯合會 (IFR - International Federation of Robotics) 的出版物和報告，以及權威的工程百科全書（如大英百科全書線上版 Engineering 部分）也會涵蓋工業機器人的基本分類和原理。維基百科的“Spherical coordinate system”和“Industrial robot”條目也提供了相關背景知識（需注意交叉驗證信息）。

網絡擴展解釋

球面坐标機器人是一種基于球面坐标系設計的工業機器人，其運動軌迹覆蓋球面或部分球面區域。以下是其核心特點的詳細解釋：

定義與結構
球面坐标機器人通過三個獨立自由度實現運動：
- 徑向伸縮：機械臂可沿直線方向伸縮；
- 垂直擺動：在垂直平面上進行俯仰運動；
- 水平旋轉：底座繞垂直軸水平轉動。
  典型結構包括底座、上臂和前臂，關節配置可能包含肩關節和肘關節，形成類似人類手臂的多段運動鍊。
運動特點與工作空間
其運動軌迹形成的包絡面近似球體的一部分，因此得名。例如，通過伸縮和旋轉組合，末端執行器可覆蓋以底座為中心的球面區域。相較于直角坐标機器人（直線運動為主）和柱面坐标機器人（旋轉+垂直/水平線性運動），球面坐标機器人更適合大範圍弧線作業。
應用場景
常見于需要大角度靈活運動的場景，如焊接、噴塗、物料搬運等。其英文術語為spherical coordinate robot。
與其他類型的區别
- 柱面坐标機器人：通過旋轉基座和線性軸組合，工作空間呈圓柱形；
- 多關節機器人：通常具有更多自由度，運動更靈活，但控制複雜度更高。

通過上述結構，球面坐标機器人平衡了運動範圍和控制複雜度，成為工業自動化中的重要類型。