工业机器人的分类及应用.

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1.4 工业机器人的分类及应用
所
θ
处 位
1.4.1 工业机器人的分类
置
———
r
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工业机器人的结构形式
x
【
课
直角坐标系
堂
认
知 】
柱面坐标系
球面坐标系
多关节坐标系
柱面坐标机器人 主要由旋转基座、垂直
移动和水平移动轴构成，具有一个回转和 两个平移自由度，其动作空间呈圆柱形。
——— —
按负载重量、控制方式、自由度、结构、应用领域等划分。
【 1 、按机器人的技术等级划分
课 堂 认
（ 1 ） 示教再现机器人 第一代工业机器人能够按照人类预先
知 】
示教的轨迹、行为、顺序和速度重复作业，示教可由操作员
手把手进行或通过示教器完成 。
手把手示教
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示教器示教
1.4 工业机器人的分类及应用
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一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备
中 一些与人或者生物相似的智能能力，如感知能 国 力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种
具有高度灵活性的自动化机器。
一种能自动控制，可重复编程，多功能、多自 由度的操作机，能搬运材料、工件或操持工具 来完成各种作业。
1.1 什么是工业机器人
所
处
位
一、传感型机器人 又称外部受控机器人。机器人的本体上没有智能单元
只有执行机构和感应机构，它具有利用传感信息（包括视 觉、听觉、触觉、接近觉、力觉和红外、超声及激光等） 进行传感信息处理、实现控制与操作的能力。受控于外部 计算机，在外部计算机上具有智能处理单元，处理由受控 机器人采集的各种信息以及机器人本身的各种姿态和轨迹 等信息，然后发出控制指令指挥机器人的动作。目前机器 人世界杯的小型组比赛使用的机器人就属于这样的类型。
进口部分（22000）
2020/3/9
国产机器人与进口机器人尚存一定差距，具 体现状如下：
第一，低端技术水平有待改善。
第二，产业链条亟待充实与规范。
工业机器人核心技术
谐波减速器
国产 精度 不够
3/9/2020
工业机器人核心技术
高精度机器人减速机： 基本依赖进口 伺服电机和驱动器：
大多需要进口。 机器人控制器：
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1.4 工业机器人的分类及应用
所 处
1.4.1 工业机器人的分类
位
置
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工业机器人的结构形式
【 课
直角坐标系
堂
性能与国外较大差距。
工业机器人核心技术
• 工业机器人核心部件与技术
未端执行器与本体 -----基本自主研制
耗能耗材最大
谐波减速器 -----依赖进口
控制系统 -----进口占80%
伺服系统 -----进口占80%
核心软件技术
1.4 工业机器人的分类及应用
所 处
1.4.1 工业机器人的分类
位 置
关于工业机器人分类，国际上没有制定统一的标准，可
1.1 什么是工业机器人
所
处 位
机器人涉及到人的概念，成为一个难以回答的哲学问题。
置
———
—
【 课
一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的，
堂
通过程序动作来执行种种任务的，并具有编程能力
认
知 】
的多功能操作机。
一种带有存储器件和末端操作器的通用机械， 它能够通过自动化的动作替代人类劳动。
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到目前为止，在世界范围内还没有一 个统一的智能机器人定义。大多数专 家认为智能机器人至少要具备以下三 个要素： 一是感觉要素，用来认识周围环境状 态； 二是运动要素，对外界做出反应性动 作； 三是思考要素，根据感觉要素所得到 的信息，思考出采用什么样的动作。
智能机器人根据其智能程度的不同，又可分为三种：
所
处 位
（ 2 ） 感知机器人 第二代工业机器人程具有环境感知装置，
置 能在一定度上适应环境的变化，目前已经进入应用阶段。
———
—
【 课 堂 认 知 】
配备视觉系统的工业机器人 配备感觉系统的工业机器人 返回 目录
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（ 3 ） 智能机器人 第三代工业机器人具有发现问题，并且 能自主地解决问题的能力，尚处于实验研究阶段。
1.4 工业机器人的分类及应用
所
处 位
2 、按机器人的机构特征划分
置
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—
【
工业机器人的结构形式
课
堂
认
知
】
直角坐标系 柱面坐标系
球面坐标系
多关节坐标系
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按机器人结构坐标系特点方通式过沿分三类个互相垂
直的轴线的移动来
1）直角坐标型机器人
实现机器人手部空
间位置的改变
2）圆柱坐标型机器人 3）极坐标型机器人 4）关节型机器人
置 ———
广义地说：工业机器人是一种在计算机控制下的可
—
编程的自动机器。它具有四个基本特征：
【
课
堂
认
知 】
① 特定的机械机构
② 通用性
③ 不同程度的智能
④ 独立性
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补充：机器人的发展概况
我国2012年工业机器人数据 进 口：22,000台 富士康：10,000台 本 土：1,000台
二、交互型机器人 机器人通过计算机系统与操作员或程序员进行人－机
对话，实现对机器人的控制与操作。虽然具有了部分处理 和决策功能， 能够独立地实现 一些诸如轨迹 规划、简单的 避障等功能， 但是还要受到 外部的控制。
三、自主型机器人 在设计制作之后，机器人无需人的干预，能够在各种环
境下自动完成各项拟人任务。自主型机器人的本体上具有感 知、处理、决策、执行等模块，可以就像一个自主的人一样 独立地活动和处理问题。机器人世界杯的中型组比赛中使用 的机器人就属于这一类型。全自主移动机器人的最重要的特 点在于它的自主性和适应性，自主性是指它可以在一定的环 境中，不依赖任何外部控制，完全自主地执行一定的任务。 适应性是指它可以实时识别和测量周围的物体，根据环境的 变化，调节自身的参数，调整动作策略以及处理紧急情况。 由于全自主移动机器人涉及诸如驱动器控制、传感器数据融 合、图像处理、模式识别、神经网络等许多方面的研究，所 以能够综合反映一个国家在制造业和人工智能等方面的水平。
通过两个移动 和一个转动实 现位置的改变
运动由一个直线运 动和两个转动组成
运动由前后的俯 仰及立柱的回转
组成
1.4 工业机器人的分类及应用
所
处 位
1.4.1 工业机器人的分类
置
工业机器人的结构形式
【
课
直角坐标系
堂
认
知 】
柱面坐标系
球面坐标系
多关节坐标系
直角坐标机器人 具有空间上相互垂直 的多个直线移动轴，通过直角坐标方向 的 3 个独立自由度确定其手部的空间 位置，其动作空间为一长方体。