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在工業(yè)機器人領(lǐng)域中，通常把末端載荷在100公斤以上的機器人稱為重載機器人。當(dāng)前，在冶金、汽車、物流碼垛等眾多行業(yè)中，重載工業(yè)機器人得到了普遍的應(yīng)用。然而，隨著工作環(huán)境和生產(chǎn)要求的提高，機器人必須具有更好的負(fù)載能力和運動穩(wěn)定性，更佳的速度、加速度性能和更高的定位精度值。

雖然機器人末端的負(fù)載要求較高，但同時希望機器人本體的重量降低，這樣可以減小操作機的運動慣量，使機器人運動更加平穩(wěn)；同時使操作機末端速度得到提高，提高機器人的工作效率。在這種情況下，機器人系統(tǒng)的剛度性能指標(biāo)就會降低，柔性環(huán)節(jié)對機器人的作用就比較顯著。所以，在重載工業(yè)機器人的模型建立、性能分析和后期優(yōu)化過程中，必須考慮機器人系統(tǒng)柔性環(huán)節(jié)的影響。

機器人系統(tǒng)柔性環(huán)節(jié)主要有兩種表現(xiàn)形式，分別為關(guān)節(jié)柔性形式和桿件柔性形式。產(chǎn)生關(guān)節(jié)柔性的主要原因是傳動元件剛度較低，如剛度值較低的減速器、支撐剛度較低的軸承、同步帶和轉(zhuǎn)動軸等。而產(chǎn)生桿件柔性的主要原因是機器人機械臂的結(jié)構(gòu)剛度較低，尤其是工業(yè)機器人的大臂和小臂部分。在實際中，就重載工業(yè)機器人而言，機械臂的剛度比傳動元件的剛度大很多，關(guān)節(jié)柔性形式比桿件柔性形式更加顯著。因此，在重載工業(yè)機器人分析中，一般不考慮桿件柔性形式，僅考慮關(guān)節(jié)柔性形式。

機器人在自身重量和末端負(fù)載的共同作用下，各傳動元件會產(chǎn)生彈性變形，進而在各轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)處產(chǎn)生轉(zhuǎn)角誤差，這些轉(zhuǎn)角誤差通過機器人各個連桿得到放大累積，從而在機器人的末端位置處產(chǎn)生較大的位置誤差，進而影響到機器人末端的定位精度。此外，由于關(guān)節(jié)柔性的存在，在機器人啟動和停止運動階段，機器末端會有殘余振動現(xiàn)象，這嚴(yán)重影響了機器人的運動平穩(wěn)性，同時也降低了機器人的定位精度。