現在市場上供應的工業機器人，其關節數為3～7個。Z典型的工業機器人具有6個關 節，存在6個自由度，帶有夾手(通常稱為手或末端執行裝置)。辛辛那提-米拉克龍 T3 、 尤尼梅遜的PUMA 650 和斯坦福機械手都是具有6個關節的工業機器人，并分別由液壓、 氣壓或電氣傳動裝置驅動。其中，斯坦福機械手具有反饋控制，它的一個關節控制方框圖 如圖5-11所示。從圖可見，它有個光學編碼器，以便與測速發電機一起組成位置和速度反饋。這種工業機器人是一種定位裝置，它的每個關節都有一個位置控制系統。

圖5 - 11 斯坦福機械手的位置控制系統方框圖

如果不存在路徑約束，那么控制器只要知道夾手要經過路徑上所有指定的轉彎點就夠 了。控制系統的輸入是路徑上所需要轉彎點的笛卡兒坐標，這些坐標點可能通過兩種方法 輸入，即：

1)以數字形式輸入系統。

2)以示教方式供給系統，然后進行坐標變換，即計算各指定轉彎點處在笛卡兒坐標 系中的相應關節坐標[q₁,…,q₆] 。 計算方法與坐標點信號輸入方式有關。

對于數字輸人方式，對f-¹[q₁,…,q₆] 進行數字計算；對于示教輸入方式，進行 模擬計算。其中，f-¹[qi,…,q₆] 為f[q₁,…,q₆] 的逆函數，而 f[q₁,…,q₆] 為含有 六個坐標數值的矢量函數。Z后，對機器人的關節坐標點逐點進行定位控制。假如允許 機器人依次只移動一個關節，而把其他關節鎖住，那么每個關節控制器都很簡單。如果 多個關節同時運動，那么各關節間力的互相作用會產生耦合，使控制系統變得復雜。

單關節控制器的傳遞函數

把機器人看做剛體結構。圖5-12給出單個關節的電動機齒輪-負載聯合裝置示意圖。