3、简介机器人系统的组成与结构,包括三大部分、六个子系统

机器人的系统的组成与结构。

一、三大部分
三大部分是机械部分、传感部分和控制部分。

二、六个子系统
六个子系统是驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人一环境交换系统、人机交换。

1.驱动系统，要使机器人运作起来，各需各个关节即每个运动自由度安置传动装置。

这就是驱动系统。

驱动系统可以是液压传动、气压传动、电动传动、或者把它们结合起来应用综合系统，可以是直接驱动或者通过同步带、链条、轮系、谐波齿轮等机械传动机构进行间接传动。

2.机械结构传动，工业机器人的机械结构系统由机座、手臂、末端操作器三大部分组成，每一个大件都有若干个自由度的机械系统。

若基座不具备行走机构，则构成行走机器人；若基座不具备行走及弯腰机构，则构成单机器人臂。

手臂一般由上臂、下臂和手腕组成。

末端操作器是直接装在手腕上的一个重要部件，它可以是二手指或多手指的手抓，也可以是喷漆枪、焊具等作业工具。

3.感受系统由内部传感器模块和外部传感器模块组成，用以获得内部和外部环境状态中有意义的信息。

智能传感器的使用提高了机器人的机动性、适应性和智能化的水准。

人类的感受系统对感知外部世界信息是极其灵巧的，然而，对于一些特殊的信息，传感器比人类的感受系统更有效。

4.机器人一环境交换系统是现代工业机器人雨外部环境中的设备互换联系和协调的系统。

工业机器人与外部设备集成为一个功能单元，如加工单元、焊接单元、装配单元等。

当然，也可以是多台机器人、多台机床或设备、多个零件存储装置等集成为一个去执行复杂任务的功能单元。

5.人工交换系统是操作人员与机器人控制并与机器人联系的装置，例如，计算机的标准终端，指令控制台，信息显示板，危险信号报警器等。

该系统归纳起来分为两大类：指令给定装置和信息显示装置。

6.控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序以及传感器反馈回来的信号支配机器人的执行机构去完成规定的运动和功能。

假如工业机器人不具备信息反馈特征，则为开环控制系统；若具备信息反馈特征，则为闭环控制系统。

根据控制原理，控制系统可分为程序控制系统、适应性控制系统和人工智能控制系统。

根据控制运行的形式，控制系统可分为点位控制和轨迹控制。

简介机器人的机械系统，包括手部、手腕、臂部和机身等
(1)小臂通常把靠近主轴的一节叫做小臂，选用轻质高强度铝合金，淬火后进行时效及稳定化处理。

小臂电机安装在小臂内部，这样虽然增加了小臂惯量，但有利于简化
(2)大臂通常把靠近立柱的一节叫做大臂，也采用轻质高强度铝合金材料。

大、小臂均采用精密摆线减速器加推力向心交叉短圆柱滚子轴承。

精密摆线减速
器减速比大、同轴传动、传动精度高、刚度大、结构紧凑，适用于重载、高速、高精度。

而推力向心交叉短圆柱滚子轴承刚度高，能承受轴向压力与径向扭矩，与精密摆线减速器配合，正符合装配机器人大小臂刚性高及有倾倒力矩的要求，也有利于缩短传动链，简化结构设计。

(3)立柱是机器人机构中相对固定并承受响应力的基础部件。

(4)底座主要起支撑作用，在不影响性能情况下采用铸铁材料。

(5)主轴是机械本体直接执行工作的装置，可设置夹持器、工具、传感器等简述液压驱动器、气压驱动器和电气驱动器特点及应用场合液压驱动所用的压力为5～320kgf/cm2.
1、能够以较小的驱动器输出较大的驱动力或力矩，即获得较大的功率重量比。

2、可以把驱动油缸直接做成关节的一部分，故结构简单紧凑，刚性好。

3、由于液体的不可压缩性，定位精度比气压驱动高，并可实现任意位置的开停。

4、液压驱动调速比较简单和平稳，能在很大调整范围内实现无级调速。

5、使用安全阀可简单而有效的防止过载现象发生。

6、液压驱动具有润滑性能好、寿命长等特点。

气压驱动在工业机械手中用的较多。

使用的压力通常在0.4-0.6Mpa，最高可达1Mpa。

1、快速性好，这是因为压缩空气的黏性小，流速大，一般压缩空气在管路中流速可达180m/s，而油液
2、废气可直接排入大气不会造成污染，因而在任何位置只需一根高压管连接即可工作，所以比液压驱动干净而简单。

3、通过调节气量可实现无级变速。

4、由于空气的可压缩性，气压驱动系统具有较好的缓冲作用。

5、可以把驱动器做成关节的一部分，因而结构简单、刚性好、成本低。

6、因为工作压力偏低，所以功率重量比小、驱动装置体积大。

7、基于气体的可压缩性，气压驱动很难保证较高的定位精度。

8、使用后的压缩空气向大气排放时，会产生噪声。

9、因压缩空气含冷凝水，使得气压系统易锈蚀，在低温下易结冰。

电气驱动是利用各种电动机产生力和力矩，直接或经过机械传动去驱动执行机构，以获得机器人的各种运动。

因为省去了中间能量转换的过程，所以比液压及气动驱动效率高，使用方便且成本低。

电气驱动大致可分为普通电机驱动、步进电机驱动和直线电机驱动三类。

介绍传感器定义、传感器的组成、机器人传感器的分类
国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。

中国物联网校企联盟认为，传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。

”
“传感器”在新韦式大词典中定义为：“从一个系统接受功率，通常以另一种形式将功率送到第二个系统中的器件”。

传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成：
1.敏感元件（Sensitive element）：直接感受被测量，并输出与被测量
成确定关系的某一物理量的元件。

2.转换元件（Transduction element）：以敏感元件的输出为输入，把输
入转换成电路参数。

3.转换电路（Transduction circuit）：上述电路参数接入转换电路，便可
转换成电量输出。

根据机器人检测对象的不同可分为内部传感器和外部传感器。

1、内部传感器：用来检测机器人本身状态（如手臂间角度）的传感器。

多为检测位置和角度的传感器。

2、.外部传感器：用来检测机器人所处环境（如是什么物体，离物体的
距离有多远等）及状况（如抓取的物体是否滑落）的传感器。

具体有物体识
别传感器、物体探伤传感器、接近觉传感器、距离传感器、力觉传感器，听觉传感器等。

简介控制相关基本概念，机器人控制系统分析思路及方法
控制系统是指由控制主体、控制客体和控制媒体组成的具有自身目标和功能的管理系统。

传感器，控制器，驱动器，执行机构。

传感器感知环境，反馈环境信息给控制器；控制器机器人的控制中心，执行机器人的运动控制，传感器信号处理和融合；驱动器根据控制信号驱动执行机构。

控制系统基本就这几大块。

工业机器人定义、特点、分类及其典型应用
工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。

工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。

它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。

工业机器人最显著的特点有以下几个：
(1)可编程。

生产自动化的进一步发展是柔性启动化。

工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程，因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用，是柔性制造系统中的一个重要组成部分。

(2)拟人化。

工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分，在控制上有电脑。

此外，智能化工业机器人还有许多类似人类的“生物传感器”，如皮肤型接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语言功能等。

传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。

(3)通用性。

除了专门设计的专用的工业机器人外，一般工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。

比如，更换工业机器人手部末端操作器（手爪、工具等）便可执行不同的作业任务。

(4)工业机器技术涉及的学科相当广泛，归纳起来是机械学和微电子学的结合-机电一体化技术。

第三代智能机器人不仅具有获取外部环境信息的各种传感器，而且还具有记忆能力、语言理解能力、图像识别能力、推理判断能力等人工智能，这些都是微电子技术的应用，特别是计算机技术的应用密切相关。

典型应用：
输送线、涂胶、焊接、自动装箱、自动焊接等等。