机器人基本构成
8第四章 机器人本体基本结构(1)
机器人常用材料简介 1）碳素结构钢和合金结构钢——这类材料强度好，特 别是合金结构钢，其强度增大了4～5倍，弹性模量E大，抗 变形能力强，是应用最广泛的材料。适合制造传动件、连 接件、连杆体支承件骨架等。 2）铝、铝合金及其他轻合金材料——这类材料的共同 特点是重量轻，弹性模量E并不大，但是材料密度小，故 E/之比仍可与钢材相比。适合制造连杆体等。 3）纤维增强合金——这类合金如硼纤维增强铝合金、 石墨纤维增强镁合金等。这种纤维增强金属材料具有非常 高的E/比，而且没有无机复合材料的缺点，但价格昂贵。 适合制造连杆体等
机身回转运动可采用：回转轴液压（气）缸直接驱动； 直线液压（气）缸驱动的传动链（齿轮齿条、链条链 轮）；电动机驱动齿轮和蜗轮蜗杆传动。 机身的升降运动可以采用：直线液压（气）缸直接驱动； 直线液压（气）缸驱动的连杆式升降台；电动机驱动丝 杠螺母传动。 俯仰运动大多采用摆式直线液压（气）驱动，液压（气） 驱动齿条齿轮或四连杆机构传动；也有电动机驱动齿轮 和蜗轮蜗杆传动。 直移型机器人多为悬挂式的，其机身实际上就是悬挂手 臂的横梁。为使手臂能沿横梁平移，除了要有驱动和传 动机构外，导轨是一个重要的构件。
4.1 概述
机器人本体是机器人的重要组成部分，所有的计算、分析和编程最终要通过本体的 运动和动作完成特定的任务。机器人本体各部分的基本结构、材料的选择将直接影 响整体性能。
4.1.1 机器人本体的基本结构形式 机器人本体基本结构组成
机器人本体主要包括:
1) 传动部件； 2) 机身及行走机构； 3) 臂部； （见六伺服机械手臂视频） 4) 腕部；
机身回转运动可采用：回转轴液压（气）缸直接驱动； 直线液压（气）缸驱动的传动链（齿轮齿条、链条链 轮）；电（b)双杆活塞气缸驱动链条链轮传 传动机构） 动机构 图4－1 链条链轮传动实现机身回转的原理图（P104）
工业机器人本体构成与特点
工业机器人本体构成与特点
工业机器人本体就是机器人的机械部分，又叫操作机，是工业机器人的操作机构，是指工业机器人的原样和自身。
工业机器人是典型的机电一体化产品，一般由机械本体、控制系统、传感器、驱动器和输入/输出系统接口等五部分构成。
工业机器人本体机械结构由五部分构成：1、传动部件；2、机身及行走机构；3、臂部；4、腕部；5、手部。
工业机器人本体由以下五大部分构成
1、工业机器人本体：机器人的机械本体机构基本上分为两大类，一类是操作本体机构，它类似人的手臂和手腕，另一类为移动型本体结构，主要实现移动功能，。
2、驱动伺服单元：伺服单元的作用是使驱动单元驱动关节并带动负载按预定的轨迹运动。
已广泛采用的驱动方式有：液压伺服驱动、电机伺服驱动，气动伺服驱动。
3、数控系统：各关节伺服驱动的指令值由主计算机计算后，在各采样周期给出。
机器人通常采用主计算机与关节驱动伺服计算机两级计算机控制，计算机控制系统包括电机驱动软件和轨迹控制软件。
4、传感系统：除了关节伺服驱动系统的位置传感器(称作内部传感器)外，还需要搭配视觉、力觉、触觉、接近等多种类型的传感器(称作外部传感器)。
5、输出/输入系统接口：为了与周边系统及相应操作进行联机与
应答，会开放各种通信接口和人机通信装置。
工业机器人本体的结构特点有：
1、工业机器人本体可以简化成各连接杆首尾相连、末端开放的一个开式运动链，机器人本体的结构刚度差，并随空间位置的变化而变化；
2、机器人本体的每个连杆都具有独立的驱动器，连杆的运动各自独立，运动更为灵活；一般连杆机构有1-2个原动件，各连杆间的运动是相互约束的，；
3、连杆驱动扭矩变化复杂，和执行件位置相关。
机器人基本构成
机器人基本构成机器人是一种能够执行各种任务的自动化设备，它的基本构成由多个部分组成。
本文将为您详细介绍机器人的基本构成和各个部件的功能，帮助您更好地理解机器人的工作原理。
一、机器人的传感器系统传感器是机器人的感知器官，用于感知周围环境的信息。
机器人的传感器系统通常包括以下几种传感器：1. 视觉传感器：机器人的眼睛，用于获取视觉信息。
视觉传感器可以使用摄像头、激光雷达等设备，通过对周围环境进行扫描和感知，以获取物体的位置、形状等信息。
2. 声音传感器：机器人的耳朵，用于捕捉声音信号。
声音传感器可以帮助机器人分辨不同声音，如人的声音、环境噪音等，从而实现语音识别和声音定位等功能。
3. 触觉传感器：机器人的手，用于感知触摸和力量。
触觉传感器可以让机器人感知物体的硬度、形状和温度等信息，从而能够更准确地进行抓取和操作。
4. 距离传感器：机器人的测距仪，用于测量机器人与物体之间的距离。
距离传感器可以使用激光、红外线等技术，通过测量反射信号的时间和强度来推断距离。
二、机器人的执行系统执行系统是机器人的行动器官，用于执行各种任务。
机器人的执行系统通常包括以下几种部分：1. 电动机：机器人的动力系统，用于提供动力和驱动机器人的运动。
电动机可以分为直流电动机、步进电动机等，具有不同的特点和用途。
2. 关节：机器人的关节部分，用于连接机器人的各个零部件，实现灵活的运动。
关节通常由电动机和传动装置组成，可以实现旋转、抬升等运动。
3. 手爪/工具：机器人的手部，用于抓取和操作物体。
手爪可以根据不同任务选择不同的形状和材料，如机械手、夹子等。
三、机器人的控制系统控制系统是机器人的大脑，用于控制和协调机器人的各项行动。
机器人的控制系统通常包括以下几个方面：1. 中央处理器（CPU）：机器人的核心部分，用于进行数据计算和决策。
CPU可以根据传感器获取的信息，通过算法和逻辑判断来控制机器人的行动。
2. 控制算法：机器人的智能部分，用于编写各种控制逻辑和算法。
工业机器人基本结构概述
工业机器人基本结构概述
工业机器人系统一般由操作机、驱动单元、控制装置和为了使工业机器人进行作业而要求的外部设备组成。
简单为大家讲一下工业机器人基本结构。
一、机器人主体
机器人主体是机器人完成作业的实体，它具有和人手臂相似的动作功能。
通常由下列部分组成：
1.末端执行器又称手部，是机器人直接执行工作的装置，并可设置夹持器、工具、传感器等，是工业机器人直接与工作对象接触以完成作业的机构。
2.手腕是支承和调整末端执行器姿态的部件，主要用来确定和改变末端执行器的方位和扩大手臂的动作范围，一般有2～3个回转自由度以调整末端执行器的姿态。
有些专用机器人可以没有手腕而直接将末端执行器安装在手臂的端部。
3.手臂它由机器人的动力关节和连接杆件等构成，是用于支承和调整手腕和末端执行器位置的部件。
手臂有时包括肘关节和肩关节，即手臂与手臂间。
手臂与机座间用关节连接，因而扩大了末端执行器姿态的变化范围和运动范围。
4.机座有时称为立柱，是工业机器人机构中相对固定并承受相应的力的基础部件。
可分固定式和移动式两类。
二、驱动单元
工业机器人驱动单元是由驱动器、检测单元等组成的部件，是用来为操作机各部件提供动力和运动的装置。
三、控制装置
工业机器人控制装置是由人对机器人的启动、停机及示教进行操作的一种装置，它指挥机器人按规定的要求动作。
四、人工智能系统
工业机器人人工智能系统由两部分组成，一部分是感觉系统，另一部分为决策-规划智能系统。
机器人系统的组成
机器人系统的组成机器人系统通常由以下几个组成部分构成：1. 机械结构：包括机器人的物理外形和各个部件的机械结构，如关节、链条、连接器、传感器等。
这些结构决定了机器人的动作范围和运动能力。
2. 电气控制系统：包括电机、驱动器、传感器、计算机等电子设备，用于控制机器人的运动和感知环境。
电气控制系统接收来自计算机的指令，并将其转化为机械动作。
3. 计算机控制系统：包括嵌入式系统、单片机、PLC等，用于控制机器人的运动和执行任务。
计算机控制系统负责运算、决策和监控机器人的各种功能。
4. 感知系统：包括各种传感器，如摄像头、激光雷达、红外传感器等，用于感知机器人周围的环境信息。
感知系统可以获取到环境中的物体位置、距离、光照强度等数据，以辅助机器人的决策和动作。
5. 控制算法：包括路径规划、运动控制、动作规划等算法，用于指导和控制机器人的各项动作。
控制算法可以使机器人对特定任务做出适当的反应和行动。
6. 用户界面：通常是一台显示屏或者计算机界面，与机器人进行通信，可以通过界面对机器人进行控制和监控。
用户界面还可以提供机器人的工作状态、故障报警等信息。
这些组成部分相互配合，共同组成一个完整的机器人系统，实现使用者对机器人的控制和监控，并执行各种任务。
另外还有一些可选的组成部分，可以根据具体的机器人应用需求进行选择和配置：1. 操作系统：机器人可能运行一个特定的操作系统，如Linux 或Windows，用于管理和协调机器人系统的各项功能。
2. 数据存储和通信设备：机器人可能需要具备一定的存储和通信能力，以便存储和传输数据。
例如，机器人可以存储感知到的环境信息和任务执行过程中的数据。
3. 电源系统：机器人通常需要电源来驱动各个部件的工作，可以采用电池、电源适配器等不同形式的供电方式。
4. 人机交互接口：机器人可以配备触摸屏、声音识别、手势识别等人机交互设备，以便用户能够与机器人进行沟通和交互。
需要注意的是，不同类型的机器人系统在组成部分上可能会有所不同。
工业机器人组成及工作原理
(2)有效负载(Payload) 有效负载是指机器人操作机在工作时臂端可能搬运 的物体重量或所能承受的力或力矩，用以表示操作机的负荷能力。
控制信息
• 顺序信息：各种动作单元（包括机械手和外围设备） 按动作先后顺序的设定、检测等。
• 位置信息：作业之间各点的坐标值，包括手爪在该 点上的姿态，通常总称为位姿（POSE）。
• 时间信息：各顺序动作所需时间，即机器人完成各 个动作的速度。
二、工业机器人的技术参数
表示机器人特性的基本参数和性能指标主要有工作空间、自由度、有效负载、 运动精度、运动特性、动态特性等。
例：电装（DENSO）机械手
• 系统组成感知系统1感受系统由内部传感器4
模块和外部传感器模块
组成, 用以获取内部和
外部环境状态中有意义
的信息。
2
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。
3
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。
对于一些特殊的信息, 传 感器比人类的感受系统 更有效。
“自主控制”方式：是机器人控制中最高级、最复杂的控制方 式，它要求机器人在复杂的非结构化环境中具有识别环境和自 主决策能力，也就是要具有人的某些智能行为。
示教再现
– 示教－再现 即分为示教－存储－再现-操作四步进行。 • 示教：方式有两种：(1) 直接示教－手把手； (2) 间接示教－示教盒控制。 • 存储：保存示教信息。 • 再现：根据需要，读出存储的示教信息向机器人发 出重复动作的命令。
人工智能机器人的控制技术
人工智能机器人的控制技术随着科技的快速发展，人工智能机器人在生产、服务等领域中的应用越来越广泛。
人们开发了一系列控制技术来控制机器人的动作和决策，使其更好地服务于人类社会。
一、人工智能机器人的基本构成人工智能机器人包括许多部分，其中最重要的是机身、控制器和感应器。
机身是机器人的外壳，它可以是机器人的工作负载，也可以是移动板。
控制器是机器人的统治中枢，它负责决策、规划和指导机器人的动作。
感应器是机器人的感知器官，可以接收外界信息，以反馈给控制器并指导机器人的动作。
二、人工智能机器人的控制技术1.路径规划技术路径规划是机器人从起点到终点的路线和其所代表的运动轨迹。
通过路径规划，机器人可以实现最短的路径并保证其安全、高效的运行。
常用的路径规划方法有A*算法、Dijkstra算法、深度优先搜索、广度优先搜索等。
2. 运动控制技术运动控制是机器人的动作控制。
它指的是机器人如何移动，包括直线运动、旋转、加减速等等。
运动控制技术在发展过程中经历了PID控制、反馈控制、自适应控制等多个历程。
现在，随着深度学习的应用，很多最优化的控制方法得到了更好的应用效果。
3.视觉控制技术视觉控制技术是指机器人如何识别人、物、形状和距离等，从而指导机器人的动作。
视觉控制技术由于其应用的普遍性和灵活性，已经成为人工智能机器人的三个主要控制技术之一。
视觉控制技术也可以分为分类和检测两个方面。
其中，分类通常是训练模型对物体进行分类，比如训练模型通过识别网球然后将其接住。
而检测则是检测机器人周围的环境以及识别周围的物体。
三、人工智能机器人的应用领域人工智能机器人已经被广泛应用于多个领域，其应用范围包括制造业、物流、医疗、保安等。
例如，机器人可以在医院中协助医生完成手术等工作，同时还可以避免病人受到交叉感染的问题。
在外送餐的站点上，机器人已经可以成功地实现逆向物流，解决了外送餐回暖冷餐的问题，并使得外卖送餐更加高效。
四、结论人工智能机器人控制技术的发展可以为人类社会做出更多更好的贡献。
浅谈传统六轴机器人的基本构成及特点
浅谈传统六轴机器人的基本构成及特点传统关节机器人基本构成传统关节机器人主要由本体结构件、减速器、伺服电机、控制器等构成。
本体结构件工业机器人本体由旋转机座，大臂，小臂等部位组成，是机器人外面最直接的机械结构。
机器人本体结构件包含铸铁、铸钢、铸铝、结构钢等多种材质。
减速器减速器用于承载机器人各个关节的载荷，电机输出的高转速低扭矩通过减速器后形成低转速高转矩，从而提升机器人各轴的输出力矩，使得机器人可以承受较大的负载。
机器人对减速器的要求很高，需要减速器体积小、质量小、减速比大、精度高、抗冲击等。
目前大量应用于多关节机器人的减速器主要有两种：一种是RV减速器，另一种是谐波减速器。
RV减速器因具有更高的刚度和回转精度，一般被放置在大臂、肩部等重负载位置;谐波减速器则被放置在小臂及手腕部。
驱动控制系统驱动控制系统主要用于控制机器人按照设定的运动参数进行运动。
其主要包含伺服驱动器、伺服电机和控制器。
(1)伺服电机主要用于驱动机器人的关节，要求具备最大功率质量比和扭矩惯量比、高启动转矩、低惯量和较宽广且平滑的调速范围;(2)伺服驱动器是驱动伺服电机进行运动的装置，根据控制器的指令，伺服驱动器给予伺服电机相应的电流，从而保证伺服电机按照需求的运动速度、加速度、运转位置等条件进行运动，从保证机械臂的运动达到设定要求。
(2)控制器可对其内部参数进行人工设定而实现对机器人的位置控制、速度控制和转矩控制等多种功能。
六轴串联机器人“轴”作用传统六轴工业机器人一般有6个自由度，常见的包含旋转(S轴)，下臂(L轴)、上臂(U轴)、手腕旋转(R轴)、手腕摆动(B轴)和手腕回转(T 轴)。
6个关节合成实现末端的6自由度动作。
一轴：第一个轴是连接底座的部分，承载着整个机器人的重量和和底座的左右转动;二轴：控制机器人大臂的前后摆动;三轴：控制机器人小臂的前后摆动;四轴：控制机器人小臂旋转;五轴：控制和上下微调机械手手腕的转动，通常是当产品抓取后可以进行产品翻转的动作;六轴：用于末端夹具部分的旋转功能，可更精确定位到产品。
工业机器人的组成
工业机器人的组成
工业机器人是一种用于实现自动化生产的机器人。
它可以在制造过程中代替人工作业，大大提高了生产效率和质量。
工业机器人的组成由以下几部分构成：
1. 机身
工业机器人的机身由机器人臂、底座和控制系统组成。
机器人臂由一系列的关节和结
构构成，具有类似于人的手臂的灵活度和精度。
底座则是机器人的基座，可以用于支撑机
器人臂。
控制系统则是控制机器人的大脑，它可以让机器人在不停止的情况下执行任务。
2. 控制器
工业机器人的控制器是指机器人的大脑，它主要是用于执行机器人的任务和控制机器
人的所有部件。
控制器可以使机器人根据不同的程序进行操作，并且可以控制其在不同的
坐标系和方向上移动和定位。
3. 末端执行器
工业机器人的末端执行器是指机器人手臂的末端部分，通常是装有不同工具的工作头。
可以根据不同的生产要求来选择适合的末端执行器，例如对于焊接任务的机器人，通常会
配置焊接炬。
4. 传感器
工业机器人往往需要在不同的作业环境下运作，所以需要搭载不同的传感器以进行检
测和回馈。
例如压力传感器、视觉传感器、温度传感器等等。
这些传感器可以帮助机器人
更好的掌握生产情况，从而精确的执行任务。
5. 驱动系统
工业机器人的驱动系统是指控制机器人运动的机构和部件。
它可以让机器人在不同的
坐标轴上移动和定位，并根据需要改变速度和力度。
工业机器人的驱动系统通常使用电机、气动系统、液压系统等不同的形式。
这些驱动系统可以根据不同的生产要求选择合适的方式，从而实现更好的生产效率和质量。
工业机器人的五大机械结构和三大零部件解析
工业机器人的五大机械结构和三大零部件解析一、五大机械结构：1.手臂结构：工业机器人的手臂结构类似于人的手臂，用于搬运和操作物体。
它通常由多段关节构成，这些关节可以进行旋转和伸缩。
手臂结构可以根据不同的任务来设计，手臂的长度、关节的自由度和负载能力等可以根据实际需求进行调整。
2.底座结构：底座结构是工业机器人的支撑部分，它承载整个机器人和工作负载的重量，并提供机器人的旋转能力。
底座通常由电机和减速器组成，通过控制电机的旋转实现整体机器人的转动。
3.关节结构：关节结构是工业机器人手臂各关节连接的部分，它具有旋转和转动的能力。
关节结构通常由电机、减速器和编码器等组成，电机提供动力，减速器提供转动和转动的精度，编码器用于反馈位置和速度等参数。
4.手持器结构：手持器结构是机器人手臂的末端装置，用于夹取和操纵物体。
手持器通常由夹爪、吸盘、焊枪等组成，它们可以根据不同的任务和工作环境进行选择和装配。
5.支撑结构：支撑结构是机器人的框架和支撑部分，它提供机器人的稳定性和强度。
支撑结构通常由铝合金、碳纤维等材料制成，具有轻巧、刚性和耐用等特点。
二、三大零部件：1.电机：电机是工业机器人的核心动力部件，它提供驱动力和旋转力。
根据不同的应用需求，电机可以选择步进电机、直流电机、交流伺服电机等，它们具有不同的功率、转速和扭矩等特性。
2.减速器：减速器是机器人关节结构中的关键部件，它将电机的高速转动转换为低速高扭矩的输出。
减速器能够提供精确的旋转和转动控制，确保机器人的高精度和灵活性。
3.编码器：编码器是机器人关节结构中的传感器部件，它用于测量关节的位置和速度等参数。
编码器通过提供准确的反馈信号，帮助控制系统实时控制和监测机器人的运动状态。
以上是对工业机器人的五大机械结构和三大零部件的解析。
机器人的结构和零部件的选择和设计根据不同的应用和需求来进行，它们共同作用于机器人的性能和功能，实现自动化生产和工作的目标。
随着科技的不断发展，工业机器人在各个领域的应用也将越来越广泛。
scara机器人各组成单元基本功能、操作方法及常用指令
一、scara机器人各组成单元基本功能1. 前置设备组成：scara机器人通常由基座、臂部、手部和控制系统组成。
基座用于支撑整个机器人，臂部和手部负责执行各项任务，控制系统则是整个机器人的“大脑”。
基础设备的设计和功能会直接影响机器人的性能和适用范围。
2. 机械臂：scara机器人通常使用具有水平关节的机械臂，使得机械臂在平面内能够高效地执行各项任务。
机械臂的关节灵活度和稳定性是其基本功能，直接影响着机器人的精准度和稳定性。
3. 手部夹具：scara机器人手部通常配有夹具，用于抓取、移动和放置物体。
夹具的设计和功能对机器人的灵活性和适用性有着重要影响，不同类型的夹具可以使机器人适用于不同的任务场景。
4. 控制系统：scara机器人的控制系统可以通过编程来指导机器人执行各种任务，包括移动、抓取、放置等。
控制系统的智能化程度和稳定性对于机器人的操作效率和准确性有着重要影响。
二、scara机器人的操作方法1. 编程操作：scara机器人通常可以通过编程来指导执行任务，编程可以采用代码编写、图形化编程等不同方式。
编程操作需要对机器人的控制系统有较深的了解，适用于对机器人有一定了解或需要执行复杂任务的场景。
2. 手动操作：scara机器人也可以通过手动操作来执行任务，手动操作通常可以通过操控面板、遥控器等方式进行。
手动操作简单直观，适用于对机器人不太了解或执行简单任务的场景。
三、scara机器人的常用指令1. 移动指令：机器人移动是其最基本的操作之一，常用的移动指令包括直线移动、旋转移动等。
通过移动指令可以使机器人达到指定位置，执行相应任务。
2. 夹取指令：夹取是机器人常见的操作之一，通过夹取指令可以使机器人抓取目标物体并将其移动至指定位置。
3. 放置指令：放置是机器人的另一常见操作，通过放置指令可以使机器人将目标物体放置到指定位置。
四、scara机器人总结与个人观点总体来看，scara机器人作为自动化生产设备，在工业制造和物流领域有着广泛的应用。
机器人的组成系统
一．工业机器人组成系统工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。
主体即机座和执行机构，包括腰部、肩部、肘部和手腕部，其中手腕部有3个运动自由度。
驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作。
控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。
工业机器人按执行机构运动的控制机能，又可分点位型和连续轨迹型。
点位型只控制执行机构由一点到另一点的准确定位，适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业；连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动，适用于连续焊接和涂装等作业。
工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。
编程输入型是将计算机上已编好的作业程序文件，通过RS232串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制柜。
示教输入型的示教方法有两种：一种是由操作者用手动控制器(示教操纵盒)，将指令信号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍；另一种是由操作者直接领动执行机构，按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。
在示教过程的同时，工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时，控制系统从程序存储器中检出相应信息，将指令信号传给驱动机构，使执行机构再现示教的各种动作。
示教输入程序的工业机器人称为示教再现型工业机器人。
几个问题：（1）巨轮机器人JLRB20KG机器人是点位型还是连续轨迹型？（2）能不能编写一个简单程序，使机器人能够的末端能够走一个圆？（3）能不能控制机器人中每一个电机的输出功率或扭矩？（4）机器人每一个关节从驱动电机到执行机构的传递效率有没有？二．工业机器人的主体机器人本体由机座、腰部、大臂、小臂、手腕、末端执行器和驱动装置组成。
共有六个自由度，依次为腰部回转、大臂俯仰、小臂俯仰、手腕回转、手腕俯仰、手腕侧摆。
机器人采用电机驱动，电机分为步进电机或直流伺服电机。
直流伺服电机能构成闭环控制、精度高、额定转速高、但价格较高，而步进电机驱动具有成本低、控制系统简单。
机器人的基本构成
机器人的基本构成机器人一词源于捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克的戏剧作品《罗萨姑娘》中的角色。
自从机器人的概念出现以来，人们对于机器人的定义和构成一直在不断发展和演变。
机器人的基本构成包括硬件机械部分、电子电气部分、控制系统和人机交互界面。
1. 硬件机械部分机器人的硬件机械部分是机器人最为直观和显著的特征。
它由机体结构和执行器部件组成。
机体结构包括机器人的主体框架、关节、连接件等。
主体框架决定了机器人的整体结构和形状。
关节是机器人运动的基本单位，通过关节的灵活运动实现机器人在空间中的各种动作。
连接件起到固定、连接不同部件的作用。
执行器部件包括传动装置、执行机构等，用于实现机器人的动作和工作任务。
2. 电子电气部分电子电气部分是机器人的控制核心。
它包括机器人的感知系统、控制系统和电源系统。
感知系统通过传感器感知和获取外界的信息，如视觉传感器、声音传感器、力传感器等。
控制系统是机器人的大脑，根据感知系统获取到的信息，制定相应的控制策略，并通过电气信号控制机器人的运动和工作。
电源系统为机器人提供稳定的电力供应，保证机器人正常运行。
3. 控制系统控制系统是机器人的核心部分，负责管理和控制机器人的各个部件进行协调工作。
控制系统主要包括机器人的中央处理器（CPU）、嵌入式系统、控制算法等。
中央处理器是机器人的大脑，负责处理和分析感知系统获取的信息，并制定相应的控制策略。
嵌入式系统是指将控制系统集成在机器人内部的微型计算机系统，具有小巧、高效、低功耗等特点。
控制算法是机器人指导运动和执行任务的核心算法，根据机器人的需要进行相应的控制和协调。
4. 人机交互界面人机交互界面是机器人与人类进行交流和互动的界面。
它包括语音交互、视觉交互、触觉交互等多种形式。
语音交互通过语音识别和语音合成技术实现机器人与人类的语言交流。
视觉交互通过摄像头和图像处理技术识别人类的动作和表情，并进行相应的反馈。
触觉交互通过触摸屏和力传感器等设备实现机器人与人类的触觉交互。
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。
第一章智能机器人组成及机构
而是根据实际使用的工作性能要求来确定。
15
手腕自由度图例：
腕部坐标系
手腕的偏转（R）
手腕的俯仰（B）
手腕的回转（R）
16
RBR手腕
17
1.4 机器人行走机构
安装在固定基座上的机器人有其使用的局限性，不能够移动，对于一些大件的、 尺寸超过一定范围的，就需要多次或者多台机器人进行作业，增加了使用成本；对于 一些工作周期比较长的，则降低了效率，造成资源浪费。
柔轮
波发生器 刚轮
谐波减速器原理图
23
24
1.6 机器人运动轴与坐标系
1）机器人运动轴的名称ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
通常机器人运动轴按其功能可划分为机器人轴、基座轴和工装轴， 基 座轴 和工装轴 统称 外部轴 .
机器人轴
机器人操作机（本体）的轴，属 于机器人本身。
基座轴
机器人整体移动的轴，如行走轴 （滑移平台或导轨）。
增加机器人外部轴，扩展机器人作业半径，降低生产使用成本；管理多个工位， 提高效率。机器人第七轴应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。
主要应用于焊接、铸造、机械加工、智能仓储、汽车、航天等行业领域。
18
1. 5 机器人传动机构
目前机器人广泛采用的机械传动单元是减速器，应用在关节型机器人
减速器主要两类： RV 减速器 和 谐波减速器 。 一般将 RV 减速器放 置在基座、腰部、大臂等重负载的位置 ( 用于 20kg 以上的机器人关节 ) ；
5. 精度 精度、重复精度、和分辨率
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1.机器人机械机构组成
1.1 机器人结构分类
简述机器人的组成和分类
简述机器人的组成和分类机器人是一种能够执行程序化任务的自动化智能机器。
它由多个组件构成，如传感器、执行器、控制器、电源等，这些组件的不同组合形成了不同类型的机器人，下面将对机器人的组成和分类进行详细介绍。
一、机器人的组成1. 传感器传感器是机器人的感知器官，它能够感知外部环境的信息，如光线、声音、温度、压力、湿度、气体等。
传感器的种类很多，如光电传感器、声音传感器、温度传感器、压力传感器、湿度传感器、气体传感器等。
2. 执行器执行器是机器人的行动器官，它能够执行机器人的行动任务。
例如，在工业生产中，机器人需要装配、搬运、焊接、切割等，这些任务需要执行器来完成。
执行器的种类也很多，如电机、液压缸、气动缸、线性马达等。
3. 控制器控制器是机器人的大脑，它能够对机器人的传感器和执行器进行控制和协调。
控制器通常由一台计算机、控制器芯片、程序等组成，通过编程来实现机器人的控制。
4. 电源电源是机器人的能量来源，它能够为机器人提供电能或燃料。
电源的种类也很多，如电池、太阳能电池、燃料电池等。
二、机器人的分类机器人的分类可以从不同角度进行，下面将分别从应用领域、结构形式、控制方式、功能特点等四个方面进行介绍。
1. 应用领域根据机器人的应用领域，可以将机器人分为以下几类：（1）工业机器人：主要应用于制造业，如装配、搬运、焊接、切割等任务。
（2）服务机器人：主要应用于家庭、医疗、餐饮、教育等领域，如扫地机器人、陪护机器人、餐厅点餐机器人等。
（3）军事机器人：主要应用于军事领域，如侦察机器人、拆弹机器人、无人机等。
（4）特殊机器人：主要应用于特殊领域，如火星探测器、深海潜水器、太空机器人等。
2. 结构形式根据机器人的结构形式，可以将机器人分为以下几类：（1）轮式机器人：通过轮子进行移动，如巡逻机器人、清洁机器人等。
（2）腿式机器人：通过腿部进行移动，如人形机器人、四足机器人等。
（3）飞行机器人：通过飞行器进行移动，如无人机、飞行器等。
工业机器人技术及应用(教案)2-工业机器人的机械结构和运动控制
工业机器人技术及应用(教案)2-工业机器人的机械结构和运动控制一、机器人的机械结构1. 机器人的基本构造•机器人的基本构造包括：臂部、手部和控制系统•臂部是机器人的主体，由一系列连接的杆件和关节构成，可用于控制机器人的姿态和位置•手部包含各种工具和夹具，可以用于各种生产和制造任务•控制系统包括计算机、传感器和执行器，用于控制机器人的运动和操作任务2. 关节类型•机器人的关节可分为旋转关节和平移关节•旋转关节可以使机器人沿着轴旋转，常用于拾取和放置物品的任务•平移关节可以使机器人沿着轴移动，常用于加工任务3. 机械臂•机械臂是机器人的核心部分，通常由6个旋转关节组成•机械臂的材料通常是铝合金或碳纤维，以保证强度和轻量化•机械臂的末端装有工具或夹具，以进行各种操作任务二、机器人的运动控制1. 运动规划•运动规划是制造机器人进行操作任务的一个重要部分•运动规划可以精确计算机器人的轨迹和姿态，以达到完成任务的目的•运动规划分为离线运动规划和在线运动规划2. 控制系统•控制系统是用于控制机器人运动的核心部分•控制系统包括控制器、传感器和执行器•控制器负责计算机器人的位置和姿态，并控制执行器完成任务•传感器用于检测机器人周围环境的变化•执行器通常使用电机或液压驱动系统，以驱动机械臂进行运动和操作任务3. 轨迹控制•轨迹控制是控制机器人运动的一个重要部分•轨迹控制可以实现精确控制机械臂的速度、加速度和位置•轨迹控制可以通过控制硬件和软件实现三、工业机器人的应用1. 应用领域•工业机器人广泛应用于自动化生产线、汽车制造、电子产品制造等领域•工业机器人可以减少劳动力成本，提高生产效率，降低事故率•工业机器人的应用范围不断扩大，也在人类生产中扮演越来越重要的角色2. 应用案例•工业机器人在汽车制造中的应用，可以实现大规模生产，提高生产效率•工业机器人在电子产品制造中的应用，可以提高制造质量、提高生产效率，并减少原料浪费•工业机器人也在生物医药和军事领域得到应用，如手术机器人和无人机等四、小结本文较为详细地介绍了工业机器人的机械结构和运动控制，以及应用领域和案例。
机器人的基本组成
机器人的基本组成机器人是人类智慧的结晶，能够帮助人类完成许多繁琐、危险、重复的工作，提高效率和工作质量。
机器人的构成十分复杂，需要多个部件协同运行，下面我们将机器人的基本组成分为以下几类来讨论：1.机构系统机构系统是机器人的基础部分。
它是由联结机械结构和运动执行器组成的，可以进行受控的运动。
机构系统可以分为四个部分：基座、臂、手和末端执行器。
基座是机器人的支撑结构，可用以稳定机器人的运行。
臂是机器人的长臂，负责实现机器人的运动。
手则是机器人的灵活手指，能够轻松地夹取物体。
末端执行器用来执行终端操作任务，如焊接、搬运、喷漆等。
2.感知系统感知系统是机器人的“大脑”，负责接收和处理来自机器人身体的信息。
机器人的感知技术可以分为视觉、听觉、触觉和味觉四个部分。
视觉系统是机器人的眼睛，用来捕捉和识别目标物体和文字。
听觉系统是机器人的耳朵，能够识别声音和语言。
触觉系统是机器人的手，可以感知物体的形状、大小和硬度。
味觉系统是机器人的口，可以通过感受刺激来辨别物品的味道。
3.控制系统控制系统是机器人的中枢神经系统，用来协调各个部位的动作。
它由很多个模块组成，例如驱动模块、感知模块、决策模块、规划模块和安全模块等。
驱动模块是机器人的动力来源，可提供各种驱动能源，如电力、气压、液压和动力等。
感知模块是连接感知系统和控制系统，了解感知信号，如图像、声音和触觉等。
决策模块是机器人的大脑，用来分析感知信息并制定行动方案。
规划模块是决策模块的延伸，可以规划机器人的运动路径和操作过程。
安全模块是机器人的保护神，要时刻监测机器人的异常情况，如接近障碍物、碰到人等。
4.电子元器件电子元器件是机器人的核心部件，可以实现器件之间的通信与控制，主要包括计算机、微控制器、传感器、执行器和通信器件等。
计算机是机器人电子元器件的大脑，可以完成数据处理、逻辑控制和程序运行等。
\n微控制器是控制系统的“黑盒”，可以实现各种复杂运动和操作过程。
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机器人基本构成
机器人系统通常分为三大部分：机械部分、传感部分和控制部分；六个子系统：驱动系统、机械系统、感知系统、人机交互系统、机器人环境交互系统、控制系统等组成（如图1所示）。
图1 机器人系统的基本构成
1.机械系统
机械系统又称操作机或执行机构系统，由一系列连杆、关节或其他形式的运动部件组成，通常包括机座、立柱、腰关节、臂关节、腕关节和手爪等，构成多自由度机械系统。
工业机器人机械系统由机身、手臂和末端执行器组成，机身可具有行走机构，手臂一般有上臂、下臂和手腕组成，末端执行器直接装在手腕上，可以是两手指或多手指手爪，可以是喷漆枪、焊枪等作业工具。
2.驱动系统
驱动系统主要指驱动机械系统的机械装置，根据驱动源不同可分为电动、液压、气动三种或三者结合一起的综合系统；驱动系统可以直接与机械系统相连，或通过皮带、链条、齿轮等机械传动机构间接相连。
3.感知系统
感知系统由内部传感器模块和外部传感器模块组成，获取内部和外部环境状态信息，确定机械部件各部分的运行轨迹、状态、位置和速度等信息，使机械部件各部分按预定程序和
工作需要进行动作。
智能传感器的使用提高了机器人的机动性、适应性和智能化水平。
人类感知系统对外部信息获取比较灵巧，但一些特殊信息传感器感知更有效。
4.控制系统
控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序以及从传感器反馈回来的信号支配机器人的执行机构完成规定的运动和功能。
若不具备信息反馈特种，则为开环控制系统；具备信息反馈特征则为闭环控制系统。
根据控制原理可分为程序控制系统，适应性控制系统，人工智能控制系统；根据控制运动形式分为点位控制和轨迹控制。
5.交互系统
机器人-环境交互系统是实现机器人与外部环境中的设备相互联系和协调的系统。
机器人可以与外部设备集成为一个功能单元，如加工制造单元、焊接单元、装配单元等；也可以是多台机器人、多台机床、设备、零件存储装置等集成为一个可执行复杂任务的功能单元。
人机交互系统是操作人员参与机器人控制并与机器人进行联系的装置，如计算机终端、指令控制台、信息显示板及危险信号报警器等。
主要有两类：指令给定装置和信息显示装置。