7.1.1　背景

20世纪60年代以来，机械臂由于精度高、重复性好和负载能力强等特点在加工装配、焊接和涂装等行业中大放异彩，在高强度高危险的环境中逐渐代替了人类的工作，极大地提高了加工生产效率。但机械臂大部分固定于基座上，在面对不断变化的工作任务时，调整和调试的成本居高不下，制约了机械臂的使用。随着工业4.0智能化、人机互动生产的发展，机械臂的工作环境不再一成不变，工作任务越来越复杂多样。移动操作臂极大地扩展了传统机械臂的应用范围和生产柔性，成为未来智能化工厂的重要组成部分。

移动操作臂是将轻量化、高自由度机械臂与多用途智能移动平台相结合，兼顾移动性和操作性的机器人系统。移动平台上通常搭载无线遥控系统、数据传输系统、视觉导航系统和激光雷达避障系统等一系列智能运动控制系统来实现可控的、自主的移动。机械臂结构多为高自由度轻量机械臂，通过在末端安装不同的附件工具来完成不同的工作。移动操作臂的工作空间几近无限，仅受移动平台移动性能的限制，较高的运动冗余性也提高了作业能力，同时具有一定的自主移动和操作功能，明显优于传统的机械臂。最初的移动操作臂主要应用于太空探索方向，现在已经遍及多个领域，并在工业、医疗、军事和家庭服务等方面具有广泛的应用前景。目前，基于移动操作臂系统具有灵活度高、适应性广和功耗低等特性，已成为机器人研究的重要领域。