依據(jù)運動學結構，可將機器人分為串聯(lián)機器人、并聯(lián)機器人和混合機器人三大類別。其中，串聯(lián)機器人由一組開環(huán)運動鏈組成，并聯(lián)機器人由一些閉環(huán)運動鏈組成，混合機器人則同時包含了開環(huán)和閉環(huán)運動鏈。

雖然并聯(lián)機器人出現(xiàn)時間較串聯(lián)機器人晚，但其無論在學術理論，還是實際應用上都填補了一些行業(yè)空白。在發(fā)展歷史中，并聯(lián)機器人的優(yōu)點正被慢慢凸顯出來。

具體來看，串聯(lián)機器人是工業(yè)應用場景中最常用的類別，其主要優(yōu)點是對于自身體積和所占的地面范圍，具有很大的工作空間，缺點是其由于開環(huán)運動學結構所帶來的較低剛度和較大慣性。

反觀并聯(lián)機器人，由于其閉鏈的運動結構，具有高剛度，高承載力；且驅動電機多安裝于定平臺，故具有慣性小，速度快的優(yōu)點。再加上某些機器人的特定工作空間，并聯(lián)機器人在實際工程中找到了獨特的用武之地。

1、Stewart機器人

Stewart機器人可以說是最經(jīng)典的并聯(lián)機器人，也是世界上出現(xiàn)的第一種并聯(lián)機器人。這類機器人最初由Gough在1947年發(fā)明，被用于檢測各種載荷條件下的輪胎磨損。

將Stewart與Gough聯(lián)系在一起是源于Stewart在1965年發(fā)表的一篇論文中，提及了Gough的工作和這種平臺的圖像，這篇論文對并聯(lián)機器人運動學的發(fā)展產生了重要的影響?；诖?，這類構型的并聯(lián)機器人也被稱為Gough-Stewart機器人。

Gough發(fā)明的六自由度平臺

該機器人為六自由度，有六條支鏈，每條支鏈的兩端為球副，中間由一移動副聯(lián)接兩桿。由于其剛度高和重負載的優(yōu)點，Stewart機器人常被用于各種重載的模擬臺，例如飛行模擬器、地震模擬臺、航天對接裝置，以及用于確定組合載荷下輪胎的性能等；在民用方面的應用包括電影座椅等。

Stewart機器人

飛行模擬器

運動模擬臺

現(xiàn)在國內生產Stewart平臺相關產品的機構主要有航天科技集團(航天器對接機構)、福云天翼(模擬臺)、若貝特(模擬臺)等。

2、Delta機器人

另一種具有跨時代意義的并聯(lián)機器人――Delta機器人發(fā)明于20世紀80年代，發(fā)明人為ReyrnondClavel。這種新型機器人發(fā)明的初衷是，以非常高的速度操縱輕而小的物體。1991年，ReyrnondClavel提交了自己的博士論文，同時為Delta機器人申請了專利。他在1999年獲得了金機器人獎，以表彰其在Delta機器人領域的貢獻。

1999年，ABB開始銷售Delta機器人。直到其專利在2012年解禁后，國內的機器人企業(yè)才開始生產并銷售Delta機器人。ABB也成為了現(xiàn)在國際上做delta機器人最成熟的公司，目前國內出貨量比較多的廠商有阿童木機器人、勃肯特機器人、李群自動化等。

Delta機器人是最經(jīng)典的少自由度機器人，也是在實際工業(yè)中應用最廣泛的一種并聯(lián)機器人。三自由度Delta機器人由三條支鏈組成，其關鍵之處在于使用了平行四邊形結構，可以保證末端執(zhí)行器的姿態(tài)。

Delta機器人

Delta機器人的最大優(yōu)勢是速度快，業(yè)內勃肯特的高速并聯(lián)機器人標準節(jié)拍已達到433次/min，超過了國外品牌，可見Delta機器人很適合用于抓取搬運小重量物體，所以被大規(guī)模應用于食品、醫(yī)藥、3C等領域。

不僅如此，在傳統(tǒng)Delta機器人的基礎上，還有許多變種，在保留其高速的情況下，給予機器人更多的自由度，以滿足工程需要。

(1)在機器人的定平臺中心加一個UPU支鏈，使其變成一個四支鏈四自由度的機器人，增加了一個垂直于動平臺的轉動。

(2)在動平臺上增加一個小轉動電機等，從而增加機器人的自由度，其在自由度上與上一種變種機器人相同。

(3)AdeptQuattro機器人，在Delta機器人三支鏈基礎上增加一個支鏈，使其變成四驅動三自由度的冗余機器人，與同類型機器人相比，其高效率可節(jié)省23%的能耗，同時速度在delta的基礎上還可以大大增加。

AdeptQuattro機器人

(4)Delta機器人還可以將其提供驅動的轉動副變?yōu)橐苿痈?，移動副可以與動平臺形成不同的角度，分別為移動副與動平臺平行、移動副與動平臺成任意角度、移動副與動平臺垂直。其中前兩者仍然用于搬運抓取，而后者常用于3D打印機。

(圖片來源：KinematicModelingofReconfigurableParallelRobotsBasedonDeltaconcept。期刊：JournalofProductionEngineering,)

3D打印機

(5)此外，在將驅動關節(jié)改成移動副的基礎上，三條移動副還可以設計為不對稱的形狀，將三條移動副軸線設計為三條平行的直線，也是Delta機器人的變種之一。

直線delta

(圖片來源：TheLinearDelta:DevelopmentsandApplicationsRobotics(ISR),201041stInternationalSymposiumonand20106thGermanConferenceonRobotics(ROBOTIK).VDE,2010.)

3、五桿機器人

五桿機器人是最簡單的并聯(lián)機器人，具有兩個自由度，可以在平面上做二維移動，通常與平行四邊形機構配合使用，以保證末端執(zhí)行器的姿態(tài)不變。在實際工業(yè)應用中，主要應用于食品、醫(yī)藥、3C等領域的搬運。

4、靈巧眼

靈巧眼機器人具有三自由度，其動平臺可以做三維轉動。該機器人共有三條支鏈，每條支鏈有兩個桿、三個轉動副，機器人的所有轉動副的軸線會交于一點?；诖颂攸c，動平臺只會繞此點做三自由度轉動運動。

由于靈巧眼機器人特有的運動學和工作空間的特點，常被應用于機器人眼球、衛(wèi)星天線、機器人肩關節(jié)、腕關節(jié)等場合。

靈巧眼機器人

總結

除了上述并聯(lián)機器人外，還有用于盾構機的管片拼裝姿態(tài)微調的3-SPS-PS機器人、用于硅片搬運的支鏈嵌套并聯(lián)機器人(專利公開號：101259616A)等。

事實上，在民用領域，被大規(guī)模應用的并聯(lián)機器人只有Delta機器人和五桿機器人，而Delta機器人基本成為了并聯(lián)機器人的代名詞。即使擴展到航空航天和軍事領域，比較常用的并聯(lián)機器人也只能再加上Stewart機器人。

值得一提的是，并聯(lián)機器人的實際應用并不僅限于此，例如3-SPS-PS機器人和支鏈嵌套并聯(lián)機器人等由于其工作空間的特點，在工程應用上也有很大的潛力。

構型上的改變屬于機器人最底層的改變，而機器人行業(yè)研發(fā)成本高、周期長，工業(yè)又以營利為目標，因而更傾向于求穩(wěn)，所以即使是四大家族級別的大機器人廠商，對待新的、不同構型的機器人亦十分謹慎。這也是很多并聯(lián)機器人的構型在工程實際的潛力并沒有得到完全挖掘的原因。