机器人结构资料
机器人的机械结构
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。
各部件组成和功能描述如下：
（1）底座部件：底座部件包括底座、回转部件、传动部件和驱动电机等。
（2）腰部回转部件：腰部回转部件包括腰部支架、回转轴、支架、谐波减速器、制动器和步进电机等。
（3）大臂：大臂和传动部件
（4）小臂：小臂、减速齿轮箱、传动部件、传动轴等，在小臂前端固定驱动手腕三个运动的步进电机。
（5）手腕部件：手腕壳体、传动齿轮和传动轴、机械接口等。
（6）末端执行器：根据抓取物体的形状、材质等选择合理的结构。
（7）。
人形机器人结构组成
人形机器人结构组成
人形机器人的结构由以下几个主要组成部分组成：
1. 机器人身体：机器人身体是机器人的主要结构框架，通常由金属或者合金材料制成，具有足够的强度和稳定性保证机器人的稳定运动以及承受外部负载。
身体也通常包括机器人的关节，使机器人能够进行各种运动和姿势。
2. 机器人头部：机器人头部通常包括人偶化的外观，用于模拟人的面部表情和头部动作。
头部通常包括人工智能控制系统，能够识别音频和视觉输入，以及生成适当的响应。
3. 传感器：机器人通常配备多种传感器，例如摄像头、微型麦克风、录音仪等，用于感知周围环境和人与物体的交互。
这些传感器使机器人能够感知和理解外部世界，并根据不同的输入做出适当的反应。
4. 电动驱动器：电动驱动器提供了机器人进行各种运动的动力和力量。
这些驱动器通常包括电机、线性执行器或气压作用单元，用于控制机器人的运动。
5. 控制系统：控制系统是机器人的大脑，通常由微型计算机和各种传感器和执行器组成。
控制系统负责接收和处理感知输入，决定机器人的运动和行为，并生成适当的响应。
6. 电源：机器人通常需要电源来供给电动驱动器和控制系统。
电源可以是电池、电缆或连接到外部电源的插头。
总而言之，人形机器人的结构是一个复杂的系统，涉及到机械设计、电子控制和软件编程等多个领域。
这些组成部分共同协作，使机器人能够模拟人的外观和动作，并具有感知、理解和交互的能力。
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：
36
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。
描述出机器人的基本组成
描述出机器人的基本组成一、机器人的机械结构机器人的机械结构就像是它的身体，这部分可重要啦。
它有好多不同的部件呢。
比如说，机器人的外壳，就像我们穿的衣服一样，起到保护内部零件的作用，而且还能让机器人看起来更酷。
再就是关节部分，这就好比我们的关节，能让机器人灵活地转动和弯曲，做出各种动作。
还有机器人的手臂，有的机器人手臂特别强壮，可以抓起很重的东西；有的则很灵活，能做一些精细的操作，就像做手术的机器人手臂一样。
机器人的腿也很关键，如果是那种需要移动的机器人，腿就决定了它能走多快、多稳，能不能适应不同的地形。
像有的机器人腿是轮子的，在平地上跑得飞快；有的是像人腿一样的结构，就能在崎岖的路面上行走。
二、机器人的动力系统这就像是机器人的“能量源”。
有的机器人是靠电池提供动力的，就像我们的手机一样，不过机器人的电池一般都更大、更耐用。
这样它就能持续工作一段时间而不用总是充电。
还有些机器人可能是通过外部的电源连接来获取动力的，就像我们插着电使用的电器一样。
另外，有一些特殊的机器人会使用其他的能源，比如太阳能。
如果机器人是在户外工作，太阳能电池板就可以把阳光转化成电能，这可环保啦。
不过太阳能也有缺点，要是天气不好，没有太阳，那机器人的动力可能就会受到影响。
三、机器人的控制系统这个控制系统相当于机器人的“大脑”。
它能告诉机器人该做什么，怎么做。
控制系统里面有各种电路板和芯片，这些小零件可都是高科技。
通过编写程序，可以让机器人按照我们的要求去行动。
比如说，我们可以编写一个程序，让机器人在看到障碍物的时候绕开。
这个控制系统还能接收传感器传来的信息，然后根据这些信息做出决策。
就像我们的大脑接收眼睛、耳朵等器官传来的信息然后做出反应一样。
四、机器人的传感器传感器就像是机器人的感觉器官。
有视觉传感器，就像机器人的眼睛，能让它看到周围的环境，识别出不同的物体。
比如说在工厂里，机器人可以通过视觉传感器找到要搬运的零件在哪里。
还有触觉传感器，这就像我们的皮肤一样，能让机器人感觉到它是不是碰到了东西，碰到的东西是硬的还是软的。
机器人的基本结构和工作原理
机器人的基本结构和工作原理机器人这一词汇以及与之相关的技术随着科技的飞速发展越来越为人们所熟知和使用。
人们可以利用机器人来辅助生产、使用机器人进行学习、机器人也能够在危险区域代替人类进行工作等。
然而，虽然人类已经拥有了各种各样的机器人，然而，这些机器人是如何结构并运作的呢？一、机器人的基本结构机器人的基本结构通常包括两个主要组成部分：机械结构和电路系统。
机械结构部分主要是由臂、关节以及手指等零部件组成，电路系统则是由控制器和执行器组成。
因为机器人各种各样，并有各自的功能和任务，所以它们的各个零部件的形状和大小，也各有不同。
1. 机械部分机械部分是机器人中最基本的部分，是它的“骨架”。
它的代码通常由由臂、关节以及手指等不同的部件组成，以多自由度（DOF）张的方式设计。
多自由度的机械结构能够帮助机器人以更加自由的方式运动和操作，完成各种各样的任务。
另外，其他的机械部分还包括Driving force、reducer、potentiometer、encoder 等基本要素。
2. 电路系统机器人的电路系统是包括了控制器和执行器。
控制器是机器人的大脑，可以根据程序控制机器人的运动。
执行器则可以将运动指令转化为机械结构的动作。
通过约定好的程序和传感器，控制器可以使执行器实现相应的动作。
这个过程中，控制器还可以将各种情况反馈给执行器，以便对机器人进行适当调整。
二、机器人的工作原理在完成各种任务之前，计算机通常会给机器人配合一个完备的程序，这个程序将告诉机器人完成什么任务以及何时做完任务。
机器人运作的过程中，它的大脑——控制器会始终运转，对机器人的整个运作过程进行管理。
控制器将接受到来自不同的传感器的信息，这些传感器能够监测到机器人和环境中各种各样的数据，如：温度、压力、速度、形状等等。
控制器将根据传感器收到的信息进行对机器人进行调度，并且通过执行器进行相应的操作。
整个过程中，执行器能够帮助机器人处理信息，转化为机械动作。
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。
机器人本体结构_图文
腕部及手部结构
机器人腕部结构的基本形式和特点
机器人的手部作为末端执行器是完成抓握工件或执行特定作业的重要部件，也需要有多种结构。腕部是 臂部与手部的连接部件，起支承手部和改变手部姿态的作用。目前，RRR型三自由度手腕应用较普遍。
腕部是机器人的小臂与末端执行器(手部或称手爪)之间的连接部件，其作用是利用自身的活动度确定手部 的空间姿态。对于一般的机器人，与手部相连接的手腕都具有独驱自转的功能，若手腕能在空间取任意 方位，那么与之相连的手部就可在空间取任意姿态，即达到完全灵活。 从驱动方式看，手腕一般有两种形式，即远程驱动和直接驱动。直接驱动是指驱动器安装在手腕运动关 节的附近直接驱动关节运动，因而传动路线短，传动刚度好，但腕部的尺寸和质量大，惯量大。远程驱 动方式的驱动器安装在机器人的大臂、基座或小臂远端上，通过连杆、链条或其他传动机构间接驱动腕 部关节运动，因而手腕的结构紧凑，尺寸和质量小，对改善机器人的整体动态性能有好处，但传动设计 复杂，传动刚度也降低了。 按转动特点的不同，用于手腕关节的转动又可细分为滚转和弯转两种。滚转是指组成关节的两个零件自 身的几何回转中心和相对运动的回转轴线重合，因而能实现360°无障碍旋转的关节运动，通常用R来标 记。弯转是指两个零件的几何回转中心和其相对转动轴线垂直的关节运动。由于受到结构的限制，其相 对转动角度一般小于360°。弯转通常用B来标记。
一、腕部的自由度
手腕按自由度个数可分为单自由度手腕、二自由度手腕和三自由度手腕。
腕部实际所需要的自由度数目应根据机器人的工作性能要求来确定。在有些情况下，腕部具 有两个自由度，即翻转和俯仰或翻转和偏转。一些专用机械手甚至没有腕部，但有些腕部为 了满足特殊要求还有横向移动自由度。
6种三自由度手腕的结合方式示意图
机器人的机械结构
机器人的机械结构一、机械臂：机械臂是机器人最重要的部分，它模拟人类的手臂动作，用于实现各种任务。
一般机械臂由几段连杆组成，每个连杆之间通过关节连接。
机械臂的结构决定了机械臂的运动范围和灵活性，常见的机械臂结构有直线运动结构、旋转关节结构、虫轮驱动结构等。
二、关节：关节是机械臂的重要组成部分，它连接两个连杆，使机械臂能够进行转动或弯曲。
常见的关节有旋转关节、滚动关节、剪刀关节等，它们通过电机驱动和传动装置来实现运动，可以实现机械臂的多个自由度运动。
三、传动装置：机器人的运动需要通过传动装置实现，常见的传动装置有齿轮传动、皮带传动、蜗轮传动等。
传动装置可以将电机的转动传递给机械臂，并根据需求进行速度调节和力矩放大，实现机器人的运动控制。
四、传感器与执行器：机器人的机械结构与传感器和执行器紧密相关。
传感器可以感知环境和物体的信息，如光电传感器、触摸传感器、距离传感器等，通过传感器，机器人可以实现对环境的感知和交互。
执行器是机器人运动的驱动器，如电机、气缸等。
它们与机械结构相互配合，使机器人能够具有自主执行任务的能力。
五、框架与支撑结构：机器人的框架和支撑结构起到支撑和保护机器人的作用，使其能够稳定地进行运动。
框架通常是由刚性材料制成，如金属或复合材料，以确保机器人的稳定性和刚性。
支撑结构支持机器人的各个部件，同时还能降低振动和噪音等对机器人性能的不良影响。
六、人机接口和控制系统：机器人的机械结构是人机接口和控制系统的基础，通过人机接口和控制系统，人们可以与机器人进行交互和控制。
人机接口包括各种控制按钮、触摸屏、语音识别等，通过人机接口，人们可以向机器人发出指令和进行交互。
控制系统是机器人的大脑，可以控制机械臂的运动、传感器的数据采集和分析等，实现机器人的智能化运作。
总之，机器人的机械结构是机器人的骨架，是实现机器人运动和任务的基础。
机械结构的设计与制造决定了机器人的功能和性能，可以根据不同的任务需求进行灵活的设计和优化。
机器人的基本结构
机器人的基本结构一、引言机器人是指能够模仿人类的行为和动作，完成各种任务的智能设备。
机器人的基本结构是机械、电子、计算机和控制系统的综合体，下面将详细介绍机器人的基本结构。
二、机械结构机械结构是机器人的骨架，决定了机器人的外形和动作能力。
机械结构通常包括机器人的身体、关节、传动系统等部分。
1. 身体：机器人的身体是机械结构的基础，决定了机器人的形状和尺寸。
常见的机器人身体结构有人形、四足、六足等多种形式，不同形式的机器人身体结构适用于不同的任务。
2. 关节：关节是机器人身体的连接部分，使机器人能够进行各种运动。
关节通常由电机、减速器、传感器等组成，通过控制系统控制关节的运动。
3. 传动系统：传动系统是机器人的动力来源，将电机的转动转化为机器人身体的运动。
常见的传动系统有齿轮传动、带传动、链传动等，不同的传动系统能够满足不同的运动需求。
三、电子结构电子结构是机器人的神经系统，负责控制机器人的运动和感知环境。
电子结构通常包括传感器、执行器、控制器等部分。
1. 传感器：传感器是机器人感知外部环境的重要组成部分，能够获取各种物理量和信号。
常见的传感器有摄像头、激光雷达、压力传感器等，通过传感器可以实现机器人对环境的感知和识别。
2. 执行器：执行器是机器人的执行部件，根据控制信号实现机器人的运动。
常见的执行器有电机、液压缸、电磁阀等，通过执行器可以实现机器人的运动和操作。
3. 控制器：控制器是机器人的大脑，负责处理传感器的信息和发出运动指令。
控制器通常由嵌入式系统或计算机组成，能够实时控制机器人的运动和决策。
四、计算机结构计算机结构是机器人的智能中枢，负责处理和分析大量的数据。
计算机结构通常包括主控板、处理器、内存等部分。
1. 主控板：主控板是机器人计算机结构的核心，负责控制机器人的各个部分协调工作。
主控板通常集成了处理器、内存、接口等功能，是机器人的重要组成部分。
2. 处理器：处理器是机器人计算机结构的计算核心，负责进行各种算法和数据处理。
机器人的结构形式及各类结构的特点
机器人的结构形式及各类结构的特点机器人是一种能够自动执行任务的人工智能设备，其结构形式可以根据任务需求和功能要求而有所不同。
下面将介绍几种常见的机器人结构形式，并详细阐述各类结构的特点。
一、串联式结构串联式结构是一种基本的机器人结构形式，其由多个刚性节段和关节连接而成。
每个关节都可以独立进行旋转或伸缩，从而实现多种姿态的变换和灵活的运动。
串联式结构的特点如下：1. 灵活性强：每个关节的自由度较高，机器人能够在复杂的工作场景中进行精确的操作。
2. 控制简单：每个关节独立控制，实现简单的运动控制算法，易于编程和控制。
3. 结构紧凑：串联式结构通常较为紧凑，适用于空间有限的场所。
二、并联式结构并联式结构是另一种常见的机器人结构形式，其由多个刚性节段和关节并列连接而成。
每个关节同时进行相同的运动，通常是平移或旋转。
并联式结构的特点如下：1. 承载能力强：多个关节同时进行相同运动，具有较高的负载能力，适用于需要承担较大力矩或重物的任务。
2. 高速性能优异：并联式结构的刚性较高，可以实现快速运动和高加速度的操作。
3. 精度较低：由于关节同时进行相同的运动，可能会产生累积误差，影响精确度。
三、并列式结构并列式结构是基于多个相同或类似的模块组成的机器人结构形式。
每个模块具有相同的结构和功能，可以实现协同工作。
并列式结构的特点如下：1. 高可靠性：由于采用模块化设计，当一个模块出现故障时，其他模块仍然能够继续工作，提高了机器人的可靠性。
2. 灵活性强：模块之间可以独立工作，使机器人具有较高的灵活性，能够适应不同的任务需求。
3. 维护成本高：并列式结构由多个相同模块组成，需要对每个模块进行维护和保养，增加了维护成本。
四、悬臂式结构悬臂式结构是一种具有悬臂部分的机器人结构形式。
悬臂部分一端连接控制装置，另一端用于执行任务。
悬臂式结构的特点如下：1. 较大工作空间：悬臂式结构的悬臂部分可以延长工作范围，使机器人能够在较大的空间内进行作业。
机器人结构分类
描述
应用领域示例
1
直角坐标型机器人
机器人具有三个垂直的线性运动轴，类似于直角坐标系。
物料搬运、装配、喷涂等
2
圆柱坐标型机器人
机器人具有一个旋转轴和两个线性运动轴，通常用于平面内的圆周运动。
焊接、切割、物料搬运等
3
球坐标型机器人
机器人具有两个旋转轴和一个线性运动轴，类似于球坐标系。
6
并联机器人
机器人的多个驱动轴通过连杆并联连接，具有高速、高精度和高刚性的特点。
高速抓取、装配、检测等
7
协作机器人
专为与人类协作而设计的机器人，具有轻量化、灵活性和安全性等特点。
协作装配、人机交互、教育等
8
移动型机器人
具有自主移动能力的机器人，可以在不同环境中进行移动和操作。
物流、巡检、清洁等
装配、检测、搬运等
4
关节型机器人
机器人由多个关节组成，关节之间通过连杆连接，类似于人类的手臂。
自动化生产线、汽车制造、焊接等
5
SCARA型机器人
选择性装配机器人臂（Selective Compliance Assembly Robot Arm），具有两个旋转轴和两个平行于工作平面的线性运动轴。
电子装配、精密操作等
机器人本体结构
三、手爪的典型结构
1．机械手爪
气动手爪 1—扇形齿轮；2—齿条； 3—活塞；4—气缸；5—爪钳
V形爪钳
四种手爪传动机构
2．磁力吸盘
电磁吸盘结构 l—电磁吸盘；2—防尘盖；3—线圈；4—外壳体
3．真空式吸盘
1—电动机；2—真空泵；3、4—电磁阀；5—吸盘；6—通大气
四、机器人传动机构
1．齿轮传动 行星齿轮传动
二、RRR型手腕
RRR型手腕结构示意图
RRR型手腕容易实现远距传动。 为了实现运动的传递，RRR型手腕的中间关节是斜置 的，三根转动轴内外套在同一转动轴线上，最外面 的转动轴套直接驱动整个手腕转动，中间的轴套驱 动斜置的中间关节运动，中心轴驱动第三个滚转关 节。 RRR型手腕制造简单，润滑条件好，机械效率高，应 用较为普遍。
一、腕部的自由度
手腕按自由度个数可分为单自由度手腕、二自由度手腕和三自由度手腕。 腕部实际所需要的自由度数目应根据机器人的工作性能要求来确定。在有些情况下，腕部具 有两个自由度，即翻转和俯仰或翻转和偏转。一些专用机械手甚至没有腕部，但有些腕部为 了满足特殊要求还有横向移动自由度。
6种三自由度手腕的结合方式示意图
谐波传动
1—刚轮；2—刚轮内齿圈；3—输入轴； 4—谐波发生器；5—轴；6—柔轮；7—柔轮齿圈 液压静压谐波发生器的谐波传动
1—凸轮；2—柔轮；3—小孔
2．丝杠—螺母；3—滚珠；4—导向槽
3．带传动与链传动 4．绳传动与钢带传动 5．连杆与凸轮传动 6．流体传动
RRR型手腕关节远程传动示意图
三、腕部的典型结构
1.单自由度回转运动手腕
单自由度回转运动手腕用回转油缸或气缸直接驱动实现腕部回转运动。这种手腕具有结构紧凑， 体积小，运动灵活，响应快，精度高等特点，但回转角度受限制，一般小于270°
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
3
1.机器人机械机构组成
1.1 机器人结构分类
简述工业机器人的基本组成及作用
工业机器人是一种能够自动完成工业生产任务的智能化设备，具有高度的灵活性和精准性，被广泛应用于汽车制造、电子设备生产、化工生产等各个行业。
工业机器人的基本组成以及其作用是非常重要的，下面我们将对工业机器人的基本组成及作用进行简要的介绍。
一、基本组成1. 机械结构：工业机器人的机械结构包括机械臂、关节、执行器等部件。
机械臂是工业机器人的主体，它具有多个关节，可以实现自由度的运动。
通过执行器，机械臂可以完成抓取、移动、旋转等动作。
2. 传感器系统：工业机器人的传感器系统包括视觉系统、力传感器、接触传感器等。
视觉系统可以帮助机器人感知周围的环境，识别物体的位置和形状；力传感器和接触传感器则可以帮助机器人控制力度，避免因外力变化而产生意外伤害。
3. 控制系统：工业机器人的控制系统由计算机、控制器、编码器等组成。
计算机为机器人提供智能化的控制能力，控制器负责传输指令、监控系统运行情况，编码器则用于监测机械臂的位置和角度。
4. 末端执行器：末端执行器是工业机器人的“手”，用于实现与物体的接触和操作。
末端执行器的类型多种多样，包括夹爪、吸盘、焊枪等，根据具体的生产任务选择合适的末端执行器。
二、作用1. 自动化生产：工业机器人能够根据预先设定的程序自动完成各种生产任务，如搬运、装配、焊接、喷涂等。
它们可以持续、准确地执行任务，提高生产效率，降低生产成本。
2. 灵活适应：工业机器人具有较强的灵活性，可以根据生产需求进行快速、精准的调整。
不同类型的机器人可以根据需要更换末端执行器，实现不同的生产任务。
3. 人机协作：部分工业机器人能够支持人机协作，通过传感器系统感知人体位置，避让人员或与人员共同完成生产任务，提高生产效率的同时保障工人的安全。
4. 数据处理：工业机器人通过传感器系统获取大量的生产数据，可以实时监控生产过程，对生产参数进行调整，实现智能化的生产管理。
工业机器人作为现代工业生产的重要设备，具有复杂的机械结构和多样化的功能，其基本组成和作用对于提高生产效率、降低生产成本具有重要意义。
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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。
• 一般描述一个物体的位置和姿态需要六个自由 度；
• 机器人自由度是根据用途设计的，可多用六个 自由度，也可小于六个自由度。
• 三自由度机器人：底座水平转动，上臂弯曲， 肘弯曲；
• 自由度多通用性好，但结构复杂，矛盾。工业 机器人自由度选择与生产要求有关：批量生产 要求速度快、可靠性高，自由度可以少些；更 换产品，增加柔性，自由度可多。工业机器人 自由度一般4~6个，7个以上为冗余自由度，主 要增加避障。
驱动系统 感知系统
• 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；
• 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。
• 一般给出主要运动自由度的最大稳定速度，实际 还要考虑最大加速度变化率和最大减速度变化率， 效率速度，动作平稳和精度。
• 承载能力指机器人在工作范围内任何位置上所能 承受的最大负载，一般用质量、力矩、惯性矩表 示。还和运行速度和加速度大小方向有关，一般 规定高速运行时所能抓取的工件重量作为承载能 力指标。
• 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。
重复定位精度
• 重复定位精度是关于精度的 统计数据。
• 任何一台机器人在同一环境、 同一条件、同一动作、同一 指令下，每一次动作位置不 可能完全一致，重复定位精 度是指各次不同位置距离平 均位置的最大偏差，
机器人主要技术参数
• 机器人的技术参数反映了机器人可胜任的工 作、具有的最高操作性能等情况，是选择、 设计、应用机器人所必须考虑的问题。主要 技术参数有：自由度、分辨率、精度、重复 定位精度、工作范围、承载能力及最大速度 等。
自由度
• 机器人自由度是指机器人所具有的独立坐标轴 运动的数目，一般不包括手部（末端操作器） 的开合自由度，表示了机器人动作灵活的尺度。
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。
开机器人工作频率；
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；
• 重复定位精度±0.2： • 不同速度、不同方位反复试
验次数越多重复定位精度评 价越准确；
工作范围
• 指手臂安装点或手腕中心所能达到的空间区 域，末端操作器形状尺寸多样，不考虑；
• 机器人工作范围的形状和大小非常重要，作 业死区，和自由度数目和组合有关；
工作速度 承载能力
• 工作速度是指机器人在工作载荷条件下，匀速运 动过程中，机械接口中心或工具中心点在单位时 间内所移动的距离或转动的角度。
• 手部：手抓或末端操作器，配在手腕上，抓取物 体；
• 手腕：改变手部空间方向并将作业载荷传到手臂， 独立自由度；
• 手臂：将被抓取工件传送到给定位置，并将载荷 传递到机座；
• 机身：支撑作用，基础部分； • 移动机构：移动机器人，一定空间范围内运动， • 臂杆质量小，结构静，动态刚度高，固有频率避
机器人结构
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。
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）；
人手臂机Байду номын сангаас初步分析
• 人上肢分大臂、小臂、手部，6 个自由度，手21个自由度；
• 考虑被夹持物的大小、形状、 姿态、重量、软硬、外力及放 置环境；
工业机器人本体结构
• 本体结构指机体结构和机械传动系统，是机器人 的支持基础和执行机构；
• 结构形式多样，通常由手部、手腕、手臂、机身、 行走机构组成；
分辨率
• 分辨率由系统设计检测参数决定，受位置反 馈检测单元性能影响。
• 分为编程分辨率和控制分辨率，统称系统分 辨率；
• 编程分辨率指程序中可以设定的最小距离单 位，又称基准分辨率。如电动机旋转0.1度， 指尖移动直线距离0.01mm。
• 控制分辨率是位置反馈回路能检测到的最小 位移量。如1000线增量式码盘，0.36度。