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川崎FS系列有六個自由度，故確定其為六自由度，并為關節(jié)型機器人。由于關節(jié)型機器人機身只有一個回轉自由度，臂部一般為兩個自由度，而腕部常為三自由度手腕。故確定腰部一個回轉自由度（機身），臂部一個俯仰和一個伸縮自由度，腕部三自由度，并且為RBR結構。該機器人結構示意圖如右邊所示：whZ紅軟基地
驅動電機是機器人傳動系統(tǒng)的基礎部件，要使機器人靈活準確地實現(xiàn)動作目標，驅動電機的正確選擇至關重要。而直流伺服電機因其精度高、額定轉速高以及能構成閉環(huán)控制等特點，在機器人控制方面應用廣泛。因此，首先選用伺服電機控制。伺服電機選用原則有以下幾點：whZ紅軟基地
①.連續(xù)工作扭矩〈伺服電機額定扭矩whZ紅軟基地
            ②.瞬時最大扭矩〈伺服電機最大扭矩whZ紅軟基地
            ③.負載慣量〈3倍電機轉子慣量whZ紅軟基地
            ④.連續(xù)工作速度〈電機額定轉速whZ紅軟基地
通過各力矩分析計算，最終選定10系列額定功率為1.5KW型號為EDSMT-2T110-060C的伺服電機。whZ紅軟基地
有限元分析法（Finite Element Method）是以現(xiàn)代計算機迅速發(fā)展為基礎而發(fā)展起來的一種近似數(shù)值分析方法。主要用來解決機械剛體力學以及具有特定臨界條件的數(shù)學偏微分方程等問題。臂部是機器人中主要的執(zhí)行部件，其剛性直接反映著機器人的整個性能，因為機器人的臂部結構是比較復雜的，將大臂等效為一維梁模型時難以避免地會產生各種誤差。為了實現(xiàn)比較快速地又較為精準地分析大臂都強度校核，在分析臂部的應力應變時采用ansys有限元分析法。whZ紅軟基地
首先，我們建立大臂模型，定義彈性模量whZ紅軟基地
以及泊松比，再劃分網(wǎng)格，如右圖：whZ紅軟基地
然后施加相應載荷，求解，計算結果如下：whZ紅軟基地
通過對應力應變分析，以及后續(xù)優(yōu)化計算，設計較為合理whZ紅軟基地
正向運動學和逆向運動學的求解問題是機器人運動學的關鍵，其核心是機器人關節(jié)空間與操作空間的坐標變換。正運動學是在給定機器人各關節(jié)位置及連桿幾何參數(shù)下，求末端操作器相對基座的位姿問題，這對開發(fā)操作器坐標算法是及其重要的。逆運動學則是在已知機器人末端操作器相對基座的位姿及各連桿的幾何參數(shù)情況下，求各關節(jié)位置的問題。逆運動學是機器人控制系統(tǒng)設計的主要來源。whZ紅軟基地
為此，先建立機器人坐標系，建立機器人坐標系采用后置法，如下所述：whZ紅軟基地
于是，根據(jù)上述方法，建立該機器人坐標系如下圖：whZ紅軟基地
從而確定各參數(shù)如下：whZ紅軟基地
于是，根據(jù)以上各參數(shù)，whZ紅軟基地
計算出機器人正解如下：whZ紅軟基地
機器人速度雅可比矩陣的計算是分析機器人速度的基礎，它揭示了機器人操作空間與關節(jié)空間的映射關系。六自由度機器人雅可比矩陣為一6*6的方針，其第i列為：whZ紅軟基地
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