Важнейший элемент конструкции робота — механическая рука, высоко­подвижная двигательная система, посредством которой он выполняет все порученные ему рабочие операции и взаимодействует с окружающей средой. Естественно, что в основу теории роботов в значительной части должна быть положена теория их двигательных систем.

В области робототехники долгое время сохранялась ситуация, при кото­рой на многие важные вопросы, связанные с выбором основных параметров двигательной системы, построением движений и оценкой динамического поведения робота, конструктор вынужден был отвечать, опираясь лишь на опыт и интуицию. Применение хорошо разработанных фундаментальных методов аналитической механики мало исправляет это положение. В боль­шинстве случаев не составляет труда записать в аналитической форме (и во многих вариантах) необходимые для практики соотношения и указать принципиальный путь определения всех кинематических и динамических характеристик робота, имеющих практическую важность, однако проблема конструирования вычислительного алгоритма представляет большие труд­ности. Положение усугубляется еще и тем, что двигательная система включает не только скелет руки, описываемый громоздкими уравнениями кинематики и динамики, но и силовые агрегаты приводов, работающие совместно с системой управления.

До настоящего времени основной путь решения уравнений, поиска рациональной компоновочной схемы робота и эффективного алгоритма управления — это моделирование на ЭВМ динамического поведения двигательных систем роботов. Много в данном направлении сделано и де­лается исследовательскими лабораториями. Разработаны пакеты программ моделирования роботов. Однако исследовательские лаборатории часто ие в состоянии охватить широкие и оперативные задачи практической робо­тотехники. Поэтому наряду с методами моделирования разработчиков необходимо "вооружить" методами расчета и проектирования (и это одна из центральных задач, ставившаяся авторами при подготовке изложенного ниже материала), опираясь на которые специалисты смогли бы обосно­ванно выбрать главные параметры двигательных систем роботов, сопоста­вить важнейшие качества различных конструкций и планировать их движе­ния. Сформулированные в данной главе положения в дальнейшем разви­ваются и уточняются на разных уровнях — кинематики, статики и динамики.