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川崎FS系列有六个自由度，故确定其为六自由度，并为关节型机器人。由于关节型机器人机身只有一个回转自由度，臂部一般为两个自由度，而腕部常为三自由度手腕。故确定腰部一个回转自由度（机身），臂部一个俯仰和一个伸缩自由度，腕部三自由度，并且为RBR结构。该机器人结构示意图如右边所示：6fp红软基地
驱动电机是机器人传动系统的基础部件，要使机器人灵活准确地实现动作目标，驱动电机的正确选择至关重要。而直流伺服电机因其精度高、额定转速高以及能构成闭环控制等特点，在机器人控制方面应用广泛。因此，首先选用伺服电机控制。伺服电机选用原则有以下几点：6fp红软基地
①.连续工作扭矩〈伺服电机额定扭矩6fp红软基地
            ②.瞬时最大扭矩〈伺服电机最大扭矩6fp红软基地
            ③.负载惯量〈3倍电机转子惯量6fp红软基地
            ④.连续工作速度〈电机额定转速6fp红软基地
通过各力矩分析计算，最终选定10系列额定功率为1.5KW型号为EDSMT-2T110-060C的伺服电机。6fp红软基地
有限元分析法（Finite Element Method）是以现代计算机迅速发展为基础而发展起来的一种近似数值分析方法。主要用来解决机械刚体力学以及具有特定临界条件的数学偏微分方程等问题。臂部是机器人中主要的执行部件，其刚性直接反映着机器人的整个性能，因为机器人的臂部结构是比较复杂的，将大臂等效为一维梁模型时难以避免地会产生各种误差。为了实现比较快速地又较为精准地分析大臂都强度校核，在分析臂部的应力应变时采用ansys有限元分析法。6fp红软基地
首先，我们建立大臂模型，定义弹性模量6fp红软基地
以及泊松比，再划分网格，如右图：6fp红软基地
然后施加相应载荷，求解，计算结果如下：6fp红软基地
通过对应力应变分析，以及后续优化计算，设计较为合理6fp红软基地
正向运动学和逆向运动学的求解问题是机器人运动学的关键，其核心是机器人关节空间与操作空间的坐标变换。正运动学是在给定机器人各关节位置及连杆几何参数下，求末端操作器相对基座的位姿问题，这对开发操作器坐标算法是及其重要的。逆运动学则是在已知机器人末端操作器相对基座的位姿及各连杆的几何参数情况下，求各关节位置的问题。逆运动学是机器人控制系统设计的主要来源。6fp红软基地
为此，先建立机器人坐标系，建立机器人坐标系采用后置法，如下所述：6fp红软基地
于是，根据上述方法，建立该机器人坐标系如下图：6fp红软基地
从而确定各参数如下：6fp红软基地
于是，根据以上各参数，6fp红软基地
计算出机器人正解如下：6fp红软基地
机器人速度雅可比矩阵的计算是分析机器人速度的基础，它揭示了机器人操作空间与关节空间的映射关系。六自由度机器人雅可比矩阵为一6*6的方针，其第i列为：6fp红软基地
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