机器人四大系统组成部分
工业机器人-机器人系统由哪些部分组成？
工业机器人-机器人系统由哪些部分组成？导语：机器人系统是由机器人和作业对象及环境共同构成的，其中包括机械系统、驱动系统、控制系统和感知系统四大部分。
机械系统工业机器人的机械系统包括机身、臂部、手腕、末端操作器和行走机构等部分，每一部分都有若干自由度，从而构成一个多自由度的机械系统。
此外，有的机器人还具备行走机构。
若机器人具备行走机构，则构成行走机器人;若机器人不具备行走及腰转机构，则构成单机器人臂。
末端操作器是直接装在手腕上的一个重要部件，它可以是两手指或多手指的手爪，也可以是喷漆枪、焊枪等作业工具。
工业机器人机械系统的作用相当于人的身体(如骨髓、手、臂和腿等)。
驱动系统驱动系统主要是指驱动机械系统动作的驱动装置。
根据驱动源的不同，驱动系统可分为电气、液压和气压三种以及把它们结合起来应用的综合系统。
该部分的作用相当于人的肌肉。
电气驱动系统在工业机器人中应用得较普遍，可分为步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机三种驱动形式。
早期多采用步进电动机驱动，后来发展了直流伺服电动机，交流伺服电动机驱动也逐渐得到应用。
上述驱动单元有的用于直接驱动机构运动：有的通过谐波减速器减速后驱动机构运动，其结构简单紧凑。
液压驱动系统运动平稳，且负载能力大，对于重载搬运和零件加工的机器人，采用液压驱动比较合理。
但液压驱动存在管道复杂、清洁困难等缺点，因此限制了它在装配作业中的应用。
无论电气还是液压驱动的机器人，其手爪的开合都采用气动形式。
气压驱动机器人结构简单、动作迅速、价格低廉，但由于空气具有可压缩性，其工作速度的稳定性较差。
但是，空气的可压缩性可使手爪在抓取或卡紧物体时的顺应性提高，防止受力过大而造成被抓物体或手爪本身的破坏。
气压系统的压力一般为0.7MPa，因而抓取力小，只有几十牛到几百牛大小。
控制系统控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序及从传感器反馈回来的信号控制机器人的执行机构，使其完成规定的运动和功能。
工业机器人本体的基本组成
工业机器人本体的基本组成
工业机器人本体的基本组成通常包括以下几个部分：
1. 机械结构：这是机器人的主体框架，包括底座、腰部、臂部、腕部和末端执行器等组成部分。
机械结构的设计需要考虑到机器人的负载能力、运动范围、精度要求等因素。
2. 驱动系统：驱动系统是为机器人提供动力的关键组件，它可以根据需要调节机器人的运动速度和方向。
常见的驱动方式有电动、液压、气压和伺服电机等。
3. 传感系统：传感系统用于感知机器人周围环境的变化，例如位置、速度、力/扭矩、温度等参数。
常用的传感器包括编码器、激光雷达、摄像头、红外线传感器等。
4. 控制系统：控制系统是机器人的“大脑”，负责接收传感器反馈的数据并进行处理，然后发出指令来控制机器人的动作。
控制系统通常由嵌入式处理器、操作系统、编程语言和人机界面等组成。
5. 执行机构：执行机构是机器人完成特定任务的关键组件，例如抓手、喷涂枪、焊接头等。
执行机构通常与末端执行器相连，可以根据需要进行调节和更换。
6. 配套软件和设备：除了机器人本体外，还需要相应的配套软件和设备来支持机器人的运行和维护。
例如机器人操作系统、编程软件、调试工具、维护手册等。
综上所述，工业机器人本体的基本组成包括机械结构、驱动系统、传感系统、控制系统、执行机构和配套软件和设备等多个部分，它们相互协作，共同实现机器人的功能和任务。
机器人系统的构成和工作原理以及各种传感器和运动控制技术的应用
机器人系统的构成和工作原理以及各种传感器和运动控制技术的应用机器人系统的构成和工作原理以及各种传感器和运动控制技术的应用机器人是一种能够执行预设任务的自动化设备，它能够通过传感器感知环境并作出相应的动作。
机器人系统通常由以下几个主要组成部分构成：感知系统、决策系统和执行系统。
感知系统是机器人系统中非常重要的一个组成部分。
它通过各种传感器来感知环境，获取环境的各种参数和信息。
常见的传感器包括视觉传感器、声音传感器、力传感器等。
视觉传感器可以通过摄像头等设备获取环境中的图像信息，从而进行目标检测、跟踪和识别等工作。
声音传感器可以获取环境中的声音信号，用于语音识别和环境感知。
力传感器可以感知机器人与其他物体之间的力的大小和方向，用于碰撞检测和物体抓取等任务。
感知系统的信息将被传递给决策系统进行处理。
决策系统是机器人系统中的“大脑”，负责分析感知系统传来的信息，并做出相应的决策。
决策系统通常由一系列算法和模型组成，可以是简单的逻辑判断，也可以是复杂的机器学习算法。
它可以根据环境中获取到的信息进行路径规划、动作选择和任务分配等决策。
例如，在一个自主导航的机器人系统中，决策系统可以根据传感器获取到的地图信息和目标位置，确定机器人应该采取的行动路径，并进行障碍物避难和导航操作。
执行系统是机器人系统中用来实际执行任务的组成部分。
通常，执行系统由各种机械和电子设备组成，包括电动机、执行器、控制器等。
执行系统可以根据决策系统的指令，控制机器人的各种动作，例如行走、转动、举起物体等。
电动机通常作为驱动系统的核心，通过提供动力来帮助机器人完成各种任务。
执行系统的性能直接影响着机器人的动作效果和任务执行能力。
除了机器人系统的构成部分，各种传感器和运动控制技术在机器人系统中也起到了重要的作用。
传感器可以帮助机器人感知环境，并将感知到的信息传递给决策系统。
运动控制技术则可以控制机器人的运动，帮助机器人实现各种动作。
例如，机器人的手臂可以通过运动控制技术精确地进行物体抓取和放置，从而完成各种复杂的操作。
机器人的组成结构
常用的机身结构： １）升降回转型机身结构 ２）俯仰型机身结构 ３）直移型机身结构 ４）类人机器人机身结构
根据臂部的运动和布局、驱动方式、传动和导向装 置的不同可分为：
１）伸缩型臂部结构 ２）转动伸缩型臂部结构 ３）驱伸型臂部结构 ４）其他专用的机械传动臂部结构
３．机身和臂部的配置形式
机身和臂部的配置形式基本上反映了机器 人的总体布局。由于机器人的运动要求、工作 对象、作业环境和场地等因素的不同，出现了 各种不同的配置形式。目前常用的有如下几种 形式：
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1. 滑槽杠杆式手部
2.齿轮齿条式手部
4. 斜 楔 杠 杆 式
3.滑块杠杆式手部
5.移动型连杆式手部
6.齿轮齿条式手部
7.内涨斜块式手部
8.连杆杠杆式手部
手指类型：
吸附式取料手
吸式取料手是目前应用较多的一种执行器，特别是用于搬 运机器人。该类执行器可分气吸和磁吸两类。 1）气吸附取料手
连杆（Link）：机器人手臂上 被相邻两关节分开的部分。
刚度（Stiffness）：机身或臂部在外力作用下抵抗变形的能力。 它是用外力和在外力作用方向上的变形量（位移）之比来度量。
自由度（Degree of freedom） ：或者称坐标轴数，是指描述物体 运动所需要的独立坐标数。手指的开、合，以及手指关节的自由 度一般不包括在内。
• 圆柱坐标型机械手有一 个围绕基座轴的旋转运 动和两个在相互垂直方 向上的直线伸缩运动。 它适用于采用油压(或气 压)驱动机构，在操作对 象位于机器人四周的情 况下，操作最为方便。
第二章_机器人的机械结构分析
关节型搬运机器人
关节型焊接机器人
第二章
机器人的机械结构
机器人的构型
5、平面关节型 (Selective Compliance Assembly Robot Arm ，简称SCARA) 仅平面运动有耦合性，控制较通用关节型简单。运动灵活 性更好，速度快，定位精度高，铅垂平面刚性好，适于装 配作业。
SCARA型装配机器人
有较大的作业空间，结构紧凑较复杂，定位精度较低。
极坐标型机器人模型
2018/11/2
Unimate
机器人
第二章
机ห้องสมุดไป่ตู้人的机械结构
机器人的构型
4、关节坐标型 (3R) 对作业的适应性好，工作空间大，工作灵活，结构紧凑， 通用性强，但坐标计算和控制较复杂，难以达到高精度。
2018/11/2
关节型机器人模型
2、圆柱坐标型 (R2P)
结构简单紧凑，运动直观，其运动耦合性较弱，控制也较 简单，运动灵活性稍好。但自身占据空间也较大，但转动 惯量较大，定位精度相对较低。
圆柱坐标型机器人模型
2018/11/2
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第二章
机器人的机械结构
机器人的构型
3、极坐标型（也称球面坐标型）(2RP)
• 电动式
电源方便，响应快，驱动力较大，可以采用多种灵活的控制方案。
2018/11/2
第二章
机器人的机械结构
二、机器人的分类
1.按机器人的控制方式分类 （1）非伺服机器人 非伺服机器人按照预先编好的程序顺序进行工作， 使用限位开关、制动器、插销板和定序器来控制机器 人的运动。 （2）伺服控制机器人 通过传感器取得的反馈信号与来自给定装置的综合信 号比较后，得到误差信号，经放大后用以激发机器人 的驱动装置，进而带动手部执行装置以一定规律运动， 到达规定的位置或速度等，这是一个反馈控制系统。
机器人控制系统的组成
机器人控制系统的组成
（1）机器人控制系统的组成
机器人控制系统是一种先进的来控制机器机器人走动和操纵关节电机的有效方法。
它将机器人硬件、传感器、控制算法和控制软件等整合在一起。
它具有以下特点：节点硬件模块简单，易于集成；控制算法高效；控制软件容量小；具有良好的容错性，可满足庞杂任务需求。
具体而言，机器人控制系统主要由以下几部分组成：
（1）机器人硬件：机器人控制系统的硬件组件包括电机、传动机构、执行系统等。
除此之外，还包括动力源、供电控制和传感器系统等其他设备。
（2）传感器系统：机器人控制系统需要依赖传感器系统来实现环境参数的监控和信号传输，而这种监控和信号传输的完成则要依赖传感技术的运用和传感器的精确定位。
（3）控制算法：机器人控制系统需要通过控制算法来实现机器人对环境的控制。
这种算法包括数学建模、状态/模式跟踪等。
（4）控制软件：机器人控制系统中的控制软件起着极其重要的作用，
它负责将传感器所捕捉到的环境参数数据传递给控制算法，从而实现控制算法的执行。
总之，机器人控制系统的组成包括：机器人硬件、传感器系统、控制算法和控制软件四个部分，它们共同起着控制机器人走动和操纵关节电机的作用。
只有有效的控制系统组成，才能够实现机器人无限的发挥。
机器人基本结构
Ps P
K1 K 2
• P，计算而得驱动力，传力机构结构形式和尺寸有 关，单位N；η手部机械效率，0.85~0.95；K1安 全系数，1.2~2；K2工况系数，K2=1+a/g，运动最 大加速度，重力加速度；
仿人机器人手部
• 对不同形状、不同材质的物体实施夹持和操 作，物体表面受力均匀，提高操作能力、灵 活性和快速反应能力，仿人手； • 柔性手：多关节串联，钢丝绳牵引，凹凸不 平的物体受力均匀； • 多指灵活手：多手指组成，每个手指三个回 转关节，每个关节独立控制； • 多关节柔性手，哈工大和德国宇航中心 HIT/DLR四指灵巧手，
精度
• 机器人精度主要依赖于机械误差、控制算法误差 和分辨率系统误差。 • 机械误差主要产生于传动误差、关节间隙、连杆 机构挠性。传动误差由齿轮间隙、螺距误差等引 起；关节间隙由关节处的轴承间隙、谐波齿隙等 引起；挠性随机器人位形、负载变化而变化。 • 控制算法误差指算法能否得到精确描述的直接解 和运算字长造成的BIT误差（小）； • 分辨率系统误差可取1/2基准分辨率；机器人精度 可以认为1/2基准分辨率和机械误差的综合；若机 械综合误差达到1/2分辨率，则精度等于分辨率。
机器人本体材料
• • • • 从结构动力学特性出发选择材料要求： 强度高，减少臂杆截面积，减轻质量； 弹性模量大，变形小，刚度大； 重量轻，减小惯性力，选高弹性模量、低密 度材料； • 阻尼大，运动后平稳停下，加大阻尼，吸收 残余振动能量； • 经济性；
机器人本体常用材料
• 碳素结构钢和合金结构钢，强度大，弹性模量大， 抗变形能力强，应用最广； • 铝、铝合金及其他轻合金，弹性模量不大，但密 度小，比值可与钢相比； • 纤维增强合金，石墨纤维增强镁合金，弹性模量/ 密度非常大，昂贵； • 陶瓷，品质良好，易碎，日本，小型高精度机器 人使用； • 纤维增强复合材料，比值大，阻尼大（叠层复合 材料），老化、蠕变、高温膨胀等问题，高速机 器人应用； • 粘弹性大阻尼材料，对构件进行约束阻尼处理， 减小振动；
机器人系统组成
➢ 机器人系统通常由机械部分，控制系统，人机操作界面组成。 ➢ 机器人本体通常有四轴、六轴两种机械本体，有些还有七轴本体。 ➢ 控制系统由控制器、控制电机的伺服、用于外部的IO端子组成，集
成在控制柜中。 ➢ 人机操作界面主要就是示教器。
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机器人系统结构
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机器人系统结构
各部分名称： ① 底座 ② 转盘 ③ 平衡配重 ④ 连杆臂 ⑤ 手臂 ⑥手
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机器人轴说明
各轴正负方向
4
各关节电机说明
各轴电机
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各轴机械零点
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机器人铭牌
7
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
管线包
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线缆接口
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示教器
smartPAD 示教器
操作机器人需要通过示教器来操作。
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机器人四大系统组成部分
机器人四大系统组成部分机器人由驱动系统、机械系统、感知系统和控制系统等组成。
1、驱动系统驱动系统是驱使机械系统运动的机构,一般由驱动装置和传动机构两个部分组成。
它按照控制系统发出的指令信号,借助动力元件使机器人执行动作。
因驱动方式的不同,驱动装置可以分成电动、液动和气动三种类型。
驱动装置中的电动机、液压缸、气缸可以与操作机直接相连,也可以通过传动机构与执行机构相连。
传动机构通常有齿轮传动、链传动、谐波齿轮传动、螺旋传动、带传动等几种类型。
2、机械系统机器人的机械系统是机器人赖以完成作业任务的执行机构,即指机器人本体,一般是一台机械手,也称操作器或操作手。
它可以在确定的环境中执行控制系统指定的操作。
其臂部一般采用空间开链连杆机构,其中的运动副(转动副或移动副)常称为关节,关节个数通常为机器人的自由度数根据关节配置形式和运动坐标形式的不同,机器人执行机构可分为直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标式和关节坐标式等类型。
出于拟人化的考虑,机器人本体的有关部位分别被称为基座、腰部、臂部、腕部、手部(夹持器或末端执行器)和行走部(对于移动机器人)等。
3、感知系统感知系统又称传感器,相当于人的感觉器官,能实时检测机器人的运动及工作情况,并根据需要反馈给控制系统,与设定信息进行比狡后,调整执行机构,以保证机器人的动作符合预定的要求。
传感器大致可以分为两类:内部传感器和外部传感器。
内部传感器主要用来检测机器人本身的状态,为机器人的运动控制提供必要的本体状态信息,如各关节的位置、速度、加速度等,并将所测得的信息作为反馈信号送至控制器,形成闭环控制,主要有位置传感器、速度传感器等;外部传感器则用来感知机器人所处的工作环境或工作状况信息,使机器人的动作适应外界情况的变化,达到更高层次的自动化,提高机器人的工作精度,常见的有力觉传感器、触觉传感器、接近觉传感器、视觉传感器等。
4、控制系统控制系统是机器人的指挥中枢,负责处理作业指令信息、内外环境信息,并依据预定的本体模型、环境模型和控制程序做出决策,产生相应的控制信号,通过驱动器驱动执行机构的各个关节按所需的顺序、确定的轨迹运动,完成特定的作业。
第二章_机器人的机械结构
2016/6/27
第二章 机器人的机械结构
气吸式手部
真空气吸吸附手部
气流负压吸附手部
挤压排气式手
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第二章 机器人的机械结构
气吸式手部具有结构简单、重量轻、使用方便可 靠等优点。广泛用于非金属材料或不可有剩磁的材料 的吸附。 气吸式手部的另一个特点是对工件表面没有损伤， 且对被吸持工件预定的位置精度要求不高；但要求工 件上与吸盘接触部位光滑平整、清洁，被吸工件材质 致密，没有透气空隙。
(1)夹持类
(2)吸附类
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第二章 机器人的机械结构
1.夹持类 (1)夹钳式 • 手指1 • 传动机构2
• 驱动装置3
• 支架4
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1）手指 ①指端的形状
第二章 机器人的机械结构
V型指
平面指
尖指
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特形指
第二章 机器人的机械结构
②指面型式 根据工件形状、大小及其被夹持部位材质软硬、表 面性质等的不同，手指的指面有光滑指面、齿型指面 和柔性指面三种形式。 ③手指的材料 对于夹钳式手部，其手指材料可选用一般碳素钢和 合金结构钢。为使手指经久耐用，指面可镶嵌硬质合金； 高温作业的手指，可选用耐热钢；在腐蚀性气体环境下 工作的手指，可镀铬或进行搪瓷处理，也可选用耐腐蚀 的玻璃钢或聚四氟乙烯。
2016/6/27
第二章 机器人的机械结构
（2）磁吸式
磁吸式手部是利用永久磁铁或电磁铁通电后产生 的磁力来吸附材料工件的，应用较广。磁吸式手部不 会破坏被吸件表面质量。磁吸式手部比气吸式手部优 越的方面是：有较大的单位面积吸力，对工件表面光 洁度及通孔、沟槽等无特殊要求。磁吸式手部的不足 之处是：被吸工件存在剩磁，吸附头上常吸附磁性屑 （如铁屑等），影响正常工作。因此对那些不允许有 剩磁的零件要禁止使用。对钢、铁等材料制品，温度 超过723℃就会失去磁性，故在高温下无法使用磁吸式 手部。磁吸式手部按磁力来源可分为永久磁铁手部和 电磁铁手部。电磁铁手部由于供电不同又可分为交流 电磁铁和直流电磁铁手部。
机器人篇-第2节机器人的系统组成
机器人的系统组成
机器人由哪些系统组成呢？
图1 搬运机器人图2 扫地机器人
功能：机器人完成工作任务的实体组成：机械手臂、支撑移动机构、末端执行器及其他结构部件感知系统驱动系统执行机构控制系统功能：将能源传送到执行机构组成：驱动器和传动机构两部分功能：对执行机构发出如何动作的命令组成：控制器、处理器和软件等
功能：收集机器人内部状态的信息或与外部通信组成：一般可分为内部和外部两类传感器
例1：该搬运机器人由哪些系统组成呢？
支撑机构手臂手臂腕部电动机电动机控制器线束执行机构
驱动系统
控制系统感知系统
末端执行器（手部）传感器
例2：该扫地机器人由哪些系统组成呢？
面盖、机身末端执行器（刷子、抹布）支撑移动机构
驱动系统
控制系统感知系统
执行机构
扫地机器人的系统组成机械结构系统驱动系统感知系统
控制系统电动机传感器
电动机控制器传感器有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）
小结
例1：一种搬运机器
人的系统组成
机器人系统组成例2：一种扫地机器
人的系统组成。
机器人的组成与结构
机器人的组成与结构机器人作为现代科技领域的重要成果，已经在许多领域得到广泛应用。
它们能够进行各种复杂的工作任务，如生产线上的装配、医疗手术、甚至是太空探索。
要了解机器人的功能和作用，首先需要了解它们的组成和结构。
本文将介绍机器人的主要组成部分，并探讨它们之间的关系。
一、机器人的主要组成部分1. 机械结构：机器人的机械结构决定了它的动作能力和灵活性。
机械结构通常由连杆装置、齿轮装置和关节装置等组成。
连杆装置通过连接各个关节，使机器人可以实现各种运动。
齿轮装置则通过齿轮传动机构实现力的调节和转换。
关节装置负责连接机器人的各个部件，使其能够进行不同方向的运动。
2. 传感系统：机器人的传感系统用于感知和获取外部信息，并将其转化为对机器人动作的指令。
传感系统通常包括视觉传感器、触觉传感器、声音传感器等。
视觉传感器可以识别图像和物体的位置、形状等信息。
触觉传感器可以感知外部物体的力度和压力。
声音传感器则能够接收和识别声音信号。
3. 控制系统：机器人的控制系统相当于其“大脑”，能够接收传感器的信息并做出相应的决策。
控制系统通常由中央处理器（CPU）、微控制器和编程算法组成。
中央处理器负责处理机器人的控制指令，微控制器则控制机器人的动作执行。
编程算法则是指令的逻辑和流程。
4. 能源源：机器人需要一定的能源驱动其运动和功能，常见的能源源有电能、液压和气压。
电能是最常用的能源，通过电池或电源驱动机器人的运动和执行任务。
液压系统利用流体的压力来控制机器人的动作。
气压系统则利用气体的压力来驱动机器人的运动和执行任务。
二、机器人的结构模式机器人的结构模式主要包括固定型结构、轮式结构和腿式结构。
1. 固定型结构：固定型结构的机器人通常被固定在一个位置，不具备主动移动的能力。
它们通过机械臂和电动机等装置完成其任务。
这种结构的机器人适用于需要固定在某个位置进行重复操作的场景，如流水线上的装配机器人。
2. 轮式结构：轮式结构的机器人通过配备轮子和电动机等装置实现移动能力。
机器人系统的组成
机器人系统的组成1. 引言机器人系统是一种由人工智能技术驱动的自动化系统，能够模拟人类的行为和思维，并执行特定的任务。
机器人系统由多个组件组成，这些组件相互协作，以实现机器人的各种功能。
本文将详细介绍机器人系统的组成。
2. 传感器传感器是机器人系统的重要组成部分，用于感知和理解环境。
传感器收集来自外部世界的数据，并将其转化为机器人可识别的形式。
机器人系统常用的传感器包括：•视觉传感器：如摄像头和激光雷达，用于捕捉和识别图像、障碍物等。
•声音传感器：用于接收声音信号，并进行声音识别和语音交互。
•触觉传感器：如触摸传感器和力传感器，用于感知物体的触摸和压力。
•陀螺仪和加速度计：用于测量机器人的姿态和加速度。
•温度传感器和湿度传感器：用于测量环境的温度和湿度。
3. 执行器执行器是机器人系统的动力部分，用于控制机器人的动作。
执行器接收来自控制系统的指令，并将其转化为实际的动作。
常见的执行器包括：•电机和伺服驱动器：用于控制机器人的运动，如步态、手臂运动等。
•喷墨和打印头：用于实现机器人的打印和绘画功能。
•声音发生器：用于机器人的语音输出。
•手爪和夹具：用于机器人的抓取和操作。
4. 控制系统控制系统是机器人系统的”大脑”，负责决策和规划机器人的行为。
控制系统接收来自传感器的数据，并根据预定义的算法和规则，做出决策并发送指令给执行器。
控制系统的组成包括：•硬件控制：负责将传感器和执行器连接到控制系统中，并确保其正常运行。
•感知与感知处理：负责接收传感器数据，并对其进行处理和分析，以提取有用的信息，如图像识别、语音识别等。
•决策与规划：负责根据传感器数据和预定义的规则和算法，做出决策，并生成机器人的行为计划。
•学习与智能：负责机器人的学习和自适应能力，通过机器学习和深度学习等技术，实现机器人具备智能和适应性。
5. 人机交互界面人机交互界面是人与机器人进行交互的界面，使人能够与机器人进行信息的传递和交流。
人机交互界面可以采用多种形式，如：•触摸屏和显示器：通过触摸和显示屏上的图形界面，实现与机器人的交互。
2机器人的组成结构
2机器人的组成结构机器人的组成结构包含了硬件和软件两个方面。
硬件方面主要包括主控系统、感知系统、执行系统以及电源系统等。
软件方面则包括机器人操作系统、控制算法、感知处理以及行为规划等。
1.主控系统主控系统是机器人的核心部分，负责控制机器人的整体运行。
通常由一块集成电路板制成，该电路板上集成了处理器、内存、输入/输出接口以及其他必要的控制电路。
主控系统负责接收和处理来自感知系统的传感器数据，根据预先编写的算法进行计算和决策，并向执行系统发送指令。
2.感知系统感知系统是机器人获取外界信息的重要组成部分，用于感知和理解周围环境。
感知系统通常包括各种传感器，如摄像头、激光雷达、红外线传感器、触摸传感器等。
这些传感器可以帮助机器人获取地图信息、目标检测、避障以及姿态控制等。
3.执行系统执行系统是机器人的运动和动作执行部分。
通常由电机和执行机构组成，用于驱动机器人的各个关节进行运动。
执行系统可以根据主控系统的指令实现机器人的运动控制，包括移动、转向、抓取、举起等动作。
4.电源系统机器人需要稳定的电源供应以保持正常运作。
电源系统主要包括电池、电源管理模块以及电源供应线路等。
电源系统必须满足机器人各个组件的工作电压和功率需求，同时也需要考虑电池寿命和容量等因素。
5.机器人操作系统机器人操作系统是机器人软件的基础，为机器人提供了各种功能和服务。
机器人操作系统通常提供多任务处理、网络通信、设备驱动、数据存储等功能，以及机器人编程和控制接口。
目前常用的机器人操作系统包括ROS（Robot Operating System）和ROS2等。
6.控制算法控制算法是机器人实现各种功能和任务的关键部分，涉及到机器人运动规划、路径规划、动作控制等。
控制算法通常基于传感器数据进行计算和决策，以达到用户预期的目标。
7.感知处理感知处理是通过对感知系统获取的数据进行处理和分析，从中提取出有用的信息。
感知处理包括图像处理、信号处理、目标识别、地图构建等，使机器人能够对周围环境进行理解和认知。
机器人系统组成结构
多关节柔性手结构图
多指灵巧手结构图
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二、机械系统组成
2 机器人的手腕
单自由度手腕 二自由度手腕 三自由度手腕
单自由度手腕示意图 二自由度手腕示意图
三自由度手腕示意图
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二、机械系统组成
机器人控制系统负责协调、管理、控制系统的所有部件进行工作 ，其基本功能包括：
记忆功能 与外围设备联系功能 示教功能 人机接口 位置伺服功能 传感器接口 故障诊断安全保护功能
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三、控制系统
机器人控制系统框图
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三、控制系统
3 机器人控制系统结构
机器人控制系统可分为集中控制、主从控制、分散控制
集中控制：所有控制工作由一台计算机（CPU）完成
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五、驱动系统
7液压驱动 利用液体的抗挤压力来实现力的传递.
典型液压伺服控制系统
d 2 d (Vol) dx
4
Q d (Vol) d 2 dx d 2 x
dt
4 dt 4
dx表示期望的位移； dv是期望的速度;
控制液体流入速度--实现控制活塞速度
位置控制阀原理
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五、驱动系统
7液压驱动
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四、感知系统
4传感器-检测类传感器
温度传感器： 数字量输出：以一定协议直接向外输出数字量 模拟量输出：一般为通过电阻的变化间接测量
18B20
PT100
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四、感知系统
4传感器-检测类传感器
加速度传感器： 一种能够测量加速力的电子设备。
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四、感知系统
4传感器-检测类传感器
机器人构造组成要素
机器人构造组成要素1. 引言机器人是指能够模仿人类行为，具备感知、推理、学习和执行任务等能力的自动化装置。
在现代科技的推动下，机器人已成为现实生活和工业领域中不可或缺的一部分。
要了解机器人的构造和组成要素，我们需要从机器人的基本结构和功能模块开始，逐步深入探索其技术和应用。
2. 机器人的基本结构一般来说，机器人的基本结构通常由机械结构、动力系统、传感器和控制系统四个主要部分组成。
2.1 机械结构机械结构是机器人身体的主体部分，它决定了机器人的外形、尺寸和运动能力。
机械结构旨在使机器人能够完成各种任务，通常由关节、连接件和机构组成。
关节允许机器人进行各种运动，连接件用于连接各个部分，而机构则决定了机器人的运动方式，如轮式、足式或多关节臂等。
2.2 动力系统机器人的动力系统通常由电动机、液压系统或气动系统组成，用于为机器人提供动力驱动。
电动机是最常见的动力系统，它通过电流驱动机械运动。
液压系统使用液体来传递能量，而气动系统使用气体。
不同的动力系统适用于不同的应用和工作负载要求。
2.3 传感器传感器是机器人实现感知能力的关键组成部分。
它们用于收集机器人周围环境的信息，包括距离、位置、温度、压力等。
常见的传感器包括触觉传感器、视觉传感器、声音传感器和力传感器等。
这些传感器为机器人提供了感知和反馈机制，使其能够与环境进行实时互动和适应。
2.4 控制系统控制系统是机器人的大脑，它负责处理传感器数据、进行决策和控制机器人的行为。
控制系统通常由微处理器、算法和软件组成。
微处理器负责处理数据和运算，算法则用于分析数据并做出决策。
控制软件将决策转化为机器人的具体动作，完成任务。
3. 机器人的功能模块除了基本结构外，机器人还可以根据具体的应用需求添加不同的功能模块，以扩展其能力和适应不同的任务。
3.1 人机交互模块人机交互模块使机器人能够与人类进行有效的沟通和交流。
它可以包括语音识别和合成、自然语言处理、手势识别、面部识别等技术。
机器人系统的组成
机构。
机器人 机械本体 非 运 动 机 械 控制系统 感 知 系 统
运 动 机 械
微 电 脑
机器人的感官——传感系统（感知系统）
机器人的身体内，有许多不同的传感器 在工作，为机器人提供信息输入。 红外线传感器让机器人 “看到”障碍物； 声音传感器让机器人 “听到”各种声音；
机器人的大脑——主控系统（微电脑）
机器人的主控系统（机器 人思考、判断和决策中枢）负 责接收传感器传回来的信息， 经过一定的处理，然后发出控 制命令，指挥机器人的机械部 分执行各种动作。 机器人主控系统的核心是单片机，即集成 在一个单一的芯片内的一台微电脑。
Байду номын сангаас 机器人的身体——机械本体
机器人的机械本体是机器人行动的基础。 原动机 机 械 本 体 传动 执行 为机器人提供动力 将原动机的动力转变为执 行部分所需的运动形式。
完成预定功能
思考：
道路两旁的风向标、弹跳蛙、手表是机器 人吗？
机器人的定义：机器人是一种自动化的
机器，所不同的是这种机器具备一些与人 或生物相似的智能能力，是一种具有高度 灵活性的自动化机器。机器人技术的本质 是感知、决策、行动和交互技术的结合。
只要具备一些与人或生物相似的智能能 力的自动化机器，都属于机器人系统。
机器人系统的组成
机器人能够“弄懂”人的意图并遵照执行， 正是人工智能研究的结果。具体来说，和人 类智能类似， 机器人通过感官——传感系统获得信息， 经过机器人的大脑——主控系统的处理、 判断、决策，再发出指令给机器人的执行
AI机器人的组成及结构介绍
1
机器人
执行机构
末
手手 端 臂腕 执
行
基 座
器
驱动装置
电 液气 动 压压 驱 驱驱 动 动动 装 装装 置 置置
控制系统
关
处
节
理
伺
器
服
控
制
器
感知系统
内外 部部 传传 感感 器器
机械系统
1
控制系统
内部传感器(位姿检测)
处理器
关节控制器
驱动 执行 装置 机构
外部传感器(环境检测)
工作对象
1
1.1执行机构
2
2.2工作范围
2
2.3承载能力
■指机器人在工作空间内的任何位姿上所能承受的最大质量。 ·通常，承载能力不仅指负载，而且还包括机器人末端执行器的质量。
e.g.产品型号：KR 150-2 KUKA industrial robotwith a rated payload of kg of the 2 nd generation
1
从控制观点来看，机器人分成四大部分：
■执行机构 · 手部、腕部、臂部、腰部和基座等。相当于人的肢体。 ■驱动装置 · 驱动源、传动机构等。相当于人的肌肉、筋络。 ■控制系统 · 处理器及关节伺服控制器等，进行任务及信息处理，并给出控 制信号。相当 于人的大脑和小脑。 ■感知系统 · 内部信息传感器，检测位置、速度等信息;外部信息传感器， 检测机器人所 处的环境信息。相当于人的感官和神经。
2
2.4速度
■速度是指机器人在工作载荷条件下、匀速运动过程中， 末端参考 点在单位时间内的位移或转角。 ■额定速度是机器人保持运动平稳性和位置精度的前提 下，末端参 考点所能达到的最大速度。 ■机器人某一轴的运动速度称为单轴速度，由各轴的速度 分量合成 的速度称为合成速度。 ■速度和加速度是反映机器人运动特性的主要指标。 ·如果工作速度越高，则工作效率越高。然而工作速度越高就需 要花 费更多的时间去升速或降速，因此对最大加(减)速度变 化率的要求 更高。 考虑机器人运动特性时，除了注意最大稳定速度外，还应注意其 最 大允许加速度。
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机器人四大系统组成部分
机器人是一种具备自主行动和人工智能的机械装置。
它可以执行各
种任务，无论是在工业生产中还是在日常生活中。
机器人的功能和性
能很大程度上取决于其系统的组成部分。
一个完整的机器人系统通常
由以下四大系统组成：感知系统、控制系统、执行系统和智能系统。
一、感知系统
感知系统是机器人系统的重要组成部分，它使机器人能够感知和理
解外部环境。
感知系统使用各种传感器和感知器件来获取信息，并将
其转化为数字信号供控制系统和智能系统使用。
感知系统可以包括视
觉传感器、声音传感器、触觉传感器、力传感器等。
视觉传感器能够帮助机器人识别和跟踪对象，通过摄像头获取图像，并将图像转化为数字信号以便机器人进行处理。
声音传感器可以帮助机器人感知声音信号，如语音识别和声音指令等。
触觉传感器可以让机器人感知外部的接触力和压力，从而更好地进
行操作。
力传感器可测量机器人施加的力或受到的力，以确保安全和精确度。
感知系统的作用是为机器人提供与环境的交互和理解能力，使其能
够做出相应的反应和决策。
二、控制系统
控制系统是机器人系统的核心，它负责接收并解释感知系统提供的
信息，并针对性地生成控制信号以操纵执行系统。
它基于机器人的操
作目标和任务要求，通过算法和规划，将高级指令转化为底层的动作
和运动。
控制系统通常包括硬件和软件两个方面。
硬件方面，它包括控制器、运动控制器、逻辑电路等。
软件方面，它包括运动规划算法、决策算
法等。
控制系统的设计和优化是确保机器人能够准确执行任务的关键。
三、执行系统
执行系统是机器人系统的执行力部分，它将控制系统提供的控制信
号转化为机械运动。
执行系统通常由电动机、液压系统或气动系统组成，根据机器人的具体用途和任务要求进行选择。
执行系统的功能是根据控制信号实现机器人的准确运动和操作。
它
可以实现机器人的各种机械动作，如移动、抓取、举起等。
四、智能系统
智能系统是机器人系统的大脑，它赋予机器人智能和学习能力。
智
能系统通过处理和分析感知系统提供的信息，并采取适当的决策和行动。
智能系统通常包括计算机系统和机器学习算法。
计算机系统负责处
理数据和进行高级算法，机器学习算法则通过分析数据和模式来改善
机器人的性能。
智能系统的作用是让机器人具备自主识别和学习的能力，从而能够适应不同的环境和任务。
综上所述，机器人的四大系统组成部分包括感知系统、控制系统、执行系统和智能系统。
这些系统密切配合，相互作用，使机器人能够感知和理解环境，执行任务，并具备智能和学习能力，为人们的生产和生活提供了巨大的便利和效益。