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工业机器人的六大组成部分

大学仕 2021-05-08 10:10

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1.控制系统

　控制系统的任务是根据机器人的操作指令和传感器反馈的信号，控制机器人的执行机构完成指定的运动和功能。如果机器人不具备信息反馈特性，则是开环控制系统；具有信息反馈功能，是一个闭环控制系统。根据控制原理，可分为程序控制系统、自适应控制系统和人工智能控制系统。根据控制运动的形式，可分为点控制和连续轨迹控制。

2.感知系统

机器人传感系统将机器人的各种内部状态信息和环境信息从信号转化为机器人自身或机器人之间可以理解和应用的数据和信息。视觉传感技术除了传感与自身工作状态相关的机械量，如位移、速度和力之外，还是工业机器人传感的一个重要方面。视觉伺服系统利用视觉信息作为反馈信号来控制和调整机器人的位置和姿态。机器视觉系统也广泛应用于质量检测、工件识别、食品分拣和包装。传感系统由内部传感器模块和外部传感器模块组成，智能传感器的使用提高了机器人的移动性、适应性和智能水平。

3.驱动系统

驱动系统是为机械结构系统提供动力的装置。根据不同的动力源，驱动系统的传动方式分为液压、气动、电气和机械四种。早期的工业机器人由液压驱动。由于液压系统存在泄漏、噪声、低速不稳定等问题，加上动力单元笨重昂贵，目前在一些特殊应用中，只使用大型重型机器人、并联加工机器人和液压驱动的工业机器人。气动驱动具有速度快、系统结构简单、维护方便、价格低廉等优点。但由于工作压力低，气动装置难以精确定位，一般只用于驱动工业机器人的末端执行器。气动手抓、旋转气缸和气动吸盘作为末端执行器，可用于抓取和装配中小载荷工件。电驱动是目前最常用的驱动方式之一，具有接入电源方便、响应速度快、驱动力大、信号检测、传输和处理方便、控制方式多样灵活等特点。驱动电机一般采用步进电机或伺服电机，目前也采用直接驱动电机，但成本高，控制复杂。与电机配套的减速器一般采用谐波减速器、摆线针轮减速器或行星齿轮减速器。由于并联机器人中存在大量的直线驱动，直线电机在并联机器人领域得到了广泛的应用。

4.机器人-环境交互系统

机器人-环境交互系统是在外部环境中实现机器人与设备之间的交互和协调的系统。机器人和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。当然，多个机器人可以集成到一个功能单元中，执行复杂的任务。

5.机械结构系统

就机械结构而言，工业机器人一般分为串联机器人和并联机器人。串联机器人的特点是一个轴的运动改变另一个轴的坐标原点，而并联机器人的一个轴的运动不改变另一个轴的坐标原点。早期的工业机器人都采用串联机构。并联机构是指运动平台和固定平台通过至少两条独立的运动链连接在一起的闭环机构，该机构具有两个或多个自由度，并被并联驱动。并联机构有两个组成部分，即手腕和手臂。手臂的活动面积对活动空间影响很大，手腕是工具与主体的连接部位。与串联机器人相比，并联机器人具有刚度高、结构稳定、承载能力大、微动精度高、运动载荷小的优点。在位置解中，串联机器人的正解很容易，反解很难；另一方面，并联机器人正向求解困难，反向求解容易。

6.人机交互系统

人机交互系统是人与机器人接触并参与机器人控制的装置。例如计算机标准终端、控制台、信息显示板、危险信号报警器等。

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