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ECO63系列参数及D-H模型

基础参数

参数名参数值
基础参数自由度6
构型协作臂构型
关节制动器形式1~6关节硬抱闸
工作半径/mm标准版:900
六维力版:928.5
有效负载/kg3
自重/kg标准版:9.5
六维力版:9.6
重复定位精度/mm±0.05
TCP线速度/m/s≤2.8
典型功率/W≤100
峰值功率/W≤200
安装角度任意角度
底座尺寸/mmφ107
材质铝合金/ABS
环境适应性工作温度/℃0-45
工作湿度25~85%无结露
防护等级本体IP54
运动角度范围/°J1-178~+178
J2-178~+135
J3-168~+158
J4-178~+178
J5-178~+178
J6-360~+360
最大角速度/ °/sJ1180
J2180
J3225
J4225
J5225
J6225
力控指标六维力量程标准版:-
六维力版:200N/7N·m
六维力精度标准版:-
六维力版:<0.5%FS

本体参数

MDH模型坐标系:

ECO63系列MDH参数(改进D-H参数):

关节编号(i)ai1(mm)αi1(°)di(mm)offset(°)
100162.50
2-86-900-90
3410000
43800-58.990
50901100
60-90d60
  • ECO63-B  : d6=79.5 mm
  • ECO63-6F: d6=108 mm

说明: offset为机械零位与建模零位的偏差, 即模型角度 = 关节角度 + offset.

ECO63系列连杆动力学参数

joint_id(i)123456-
m1.6032.8172.6860.6250.6740.1070.248
x-12.2123.6160.300-0.506-0.426
y-0.1-0.1-0.1-35.924.60.2550.237
z-34.6-55.15.43.7-6.6-10.801-27.223
Lxx3922.95211609.2173046.2101358.9121122.04850.918308.844
Lxy-45.663-17.703-14.382-0.068-0.008-3.136-3.781
Lxz-7.247-22888.890-5813.379-0.101-0.163-0.699-1.468
Lyy5532.657111258.158136090.962325.708416.34747.420304.616
Lyz-6.022-13.745-8.586-0.699-4.7330.3880.888
Lzz2572.738102697.432135107.6921321.8751025.86560.350122.620
备注B6F

说明:

  • m为连杆质量, 单位为kg
  • x为连杆质心x坐标, 单位为mm
  • y为连杆质心y坐标, 单位为mm
  • z为连杆质心z坐标, 单位为mm
  • Lxx,Lxy,Lxz,Lyy,Lyz,Lzz 为连杆坐标系下描述的主惯量, 单位为kg·mm²
  • B: 标准版, 6F: 六维力版

备注:

  • 以上数据来源为CAD设计值
  • 如需质心坐标系下的惯性参数, 使用平行移轴定理即可, 计算方法如下所述.

假设有一输出坐标系为坐标系{i},对齐坐标系{i}的质心坐标系为 {c},质心在坐标系{i}中的坐标为 Pc=[xcyczc]T,则由平行移轴定理可得:

Ic=Lim(PcTPcI3×3PcPcT)

式中:

Li=[LxxLxyLxzLxyLyyLyzLxzLyzLzz]

关节分布和尺寸说明

ECO63机器人本体模仿人的手臂,共有6个旋转关节,每个关节表示1个自由度。如下图所示,机器人关节包括肩部(关节1),肩部(关节2),肘部(关节3),腕部(关节4),腕部(关节5)和腕部(关节6)。

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工作空间

ECO63-B运动范围,除去基座正上方和正下方的圆柱空间,工作范围为半径900mm的球体。选择机器人安装位置时,务必考虑机器人正上方和正下方的圆柱体空间,尽可能避免将工具移向圆柱体空间。另外,在实际应用中,关节1转动范围:±178°,关节2转动范围:-178°~ +135°,关节3转动范围:-168°~ +158°,关节4转动范围:±178°,关节5转动范围:±178°,关节6转动范围:±360°。

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运动奇异点

肩部奇异

该机械臂的构型避免了肩部奇异的产生,但5、6轴交点靠近1轴轴线时,接近肩部奇异,机械臂会产生较大的动作,示意点位[10.536,-46.672,120.263,-43.167,-99.112,5.313],如下图所示:

肩部奇异

肘部奇异

q3=0,2、3、4轴线共面,即点位格式为[x,x,0,x,x,x],示意点位[-0.864,55.891,0,-38.893,-76.578,22.474],如下图所示:

肘部奇异

腕部奇异

关节4、6轴线平行,q5=0,即点位格式为[x,x,x,x,0,x],示意点位[0,39.184,-82.161,-0.108,0,0],如下图所示:

腕部奇异

边界奇异

机械臂末端到达最远端,q3=0,2、3、4、6轴线共面的特殊情况,即点位格式为[x,x,0,x,0,x]。示意点位[0,-27.892,0,-9.568,0,0],如下图所示:

边界奇异1

负载曲线图

两张图分别表示ECO63-B、ECO63-6F机械臂末端负载曲线图。其中L是末端负载的质心相对于末端法兰平面的径向距离,Z是相对于末端法兰平面的法向距离。

ECO65-B

ECO65-6F