机器人的组成结构.描述

定位精度（Positioning accuracy）：指 机器人末端参考点实际到达的位置与所 需要到达的理想位置之间的差距。
重复性（Repeatability）或重复精度： o
o
在相同的位置指令下，机器人连续重
复若干次其位置的分散情况。它是衡
量一列误差值的密集程度，即重复度。
工作空间（Working space）：机器人 手腕参考点或末端操作器安装点（不 包括末端操作器）所能到达的所有空 间区域，一般不包括末端操作器本身 所能到达的区域。
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：
二、工业机器人的机械结构
工业机器人的机械本体类似于具备上肢机能的机械 手 ，由手部、腕部、臂、机身(有的包括行走机构) 组成。
2.1机械手的操作动作
• 机械手的动作形态是由三种不同的单动作——旋 转、回转、伸缩组合而成的。
• 旋转和回转是指运动机构产生相对运动。旋转是 转动部件的轴线和转动轴同轴；回转是转动部件 的轴线与转动轴不同轴。
• 伸缩是指运动机构产生直线运动。
2.2机械手的坐标形式和自由度
（1）根据单元动作组合方式的 不同，机械手的动作形态一 般归纳为以下四种坐标类型： ①直角坐标型(图7．2—2)； ②圆柱坐标型(图7．2—3)； ③极坐标型(图7．2—4)；④ 多关节型(图7．2—5)。
• 直角坐标型机械手可以在三 个互相垂直的方向上作直线 伸缩运动，这类机械手各个 方向的运动是独立的，计算 和控制比较方便，但占地面 积大，限于特定的应用场合
2、机器人的组成结构
一、机器人系统的组成
• 如图所示，机器人由机械 部分、传感部分、控制部 分三大部分组成·这三大部 分可分成驱动系统、机械 结构系统、感受系统、机 器人一环境交互系统、人 机交互系统、控制系统六 个子系统．
• 驱动系统 要使机器人运行起来，需给各个关节即每个 运动自由度安置传动装置，这就是驱动系统．
一般情况下，实现臂部的升降、回转或或俯仰等 运动的驱动装置或传动件都安装在机身上。臂部的运 动愈多，机身的结构和受力愈复杂。机身既可以是固 定式的，也可以是行走式的，即在它的下部装有能行 走的机构，可沿地面或架空轨道运行。
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
SCARA机器人 关节式机器人
2.3. 机身、臂部和手部机构
１．机身结构
机身是直接联接、支承和传动手臂及行走机构的部 件。它是由臂部运动(升降、平移、回转和俯仰)机构及 有关的导向装置、支撑件等组成。由于机器人的运动 型式、使用条件、负载能力各不相同，所采用的驱动 装置、传动机构、导向装置也不同，致使机身结构有 很大差异。
腰部 基座
控制柜
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相关术语及性能指标
关节（Joint）：即运动副，允许机器人手臂各零件之间发生相 对运动的机构。
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。
• 感受系统 它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．
• 机器人一环境交互系统 机器人一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
２．臂部结构
手臂部件(简称臂部)是机器人的主要执行 部件，它的作用是支撑腕部和手部，并带动 它们在空间运动。机器人的臂部主要包括臂 杆以及与其伸缩、屈伸或自转等运动有关的 构件，如传动机构、驱动装置、导向定位装 置、支撑联接和位置检测元件等。此外，还 有与腕部或手臂的运动和联接支撑等有关的 构件、配管配线等。
• 人一机交互系统 人一机交互系统是人与机器人进行联系和参与机
器人控制的装置 ：指令给定装置和信息显示装 置．
• 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 行机构去完成规定的运动和功能．如果机器人不 具备信息反馈特征，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，适应性控制系统和人工智 能控制系统．根据控制运动的形式可分为点位控 制和连续轨迹控制
操作机器人本体的结构形式
机 器 人本体
执行机构
传动装置
驱动装置
控制系统
感知系统
手 部 （腕臂腰 操部部部 作 器 ）
（ 固基
定 或
பைடு நூலகம்移座
动
）
电 驱 动 装 置
液 压 驱 动 装 置
气 压 驱 动 装 置
关
节
伺
处服
理 器
控 制 器
内外 部部 传传 感感 器器
小臂（上臂）
腕部 手部
示教盒
大臂 （下臂）
• 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。
• 极坐标型机械手的动作 形态包括围绕基座轴的 旋转，一个回转和一个 直线伸缩运动，其特点 类似于圆柱型机械手。
• 多关节型机械手最接近于人臂的构造。它 主要由多个回转或旋转关节所组成，一般 都采用电机驱动机构。运用不同的关节连 接方式，可以完成各种复杂的操作。由于 具有占地面积小，动作范围大，空间移动 速度快而灵活等特点，多关节型机械手在 各种智能机器人中被广为采用。