王 涛，李 阳，王 宁，唐 杰

1 引言

为了满足工业机器人多品种、小批量、柔性化的生产需求，人们将模块化和可重构思想引入工业机器人设计中[1]。与传统方法相比，模块化设计能很好地解决机器人品种多、批量小与设计制造周期长、成本高之间的矛盾[2]。文献[3]在对机翼变形性能改进应用的案例研究中发现，模块化设计还可以提高机器人的可靠性并减少系统误差。而可重构则可以使机器人的设计可以在统一的、标准的、通用的软硬件平台上实现，机器人制造商通过重构结构模块，形成系列化的机器人产品[4]。文献[5]提出具有六个自由度，并且可从二自由度到六自由度转换的并联重构机器人结构模块，解决了重构机器人主要问题之一的几何结构确定问题。而文献[6]则提出了集机械结构设计和运动规划于一体的一类三维模块化自重构机器人系统。该系统为自重构运动作为连接点的活动链接。连结有三个自由度机械手，立体结构可以被定位和使用该链接定向。最终使机器人可以改变结构并在复杂环境中进行工业生产任务。人们不断的设计探索使得机器人设计可以根据制造产品的变化，对机器人系统进行调整，实现整个系统的最大柔性，同时降低生产线成本[7-8]。

工业机器人广泛应用在在汽车制造、机械加工、焊接、上下料、磨削抛光、搬运码垛、装配、喷涂、航空航天等作业中[9-10]。目前，工业机器人主要分两大类：（1）关节机器人，俗称工业机械手；……