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工业机器人结构组成及其功能

来源: 时间:2015-09-25 14:37:10 次数:

工业机器人一般由执行系统、驱动系统、控制系统、感知系统、决策系统及软件部分、人-机器人-环境交互系统组成。


      1.执行系统

机器人的执行系统由传动部件与机械构件组成,主要包括机身、机械臂、末端执行器3大部分,其中每一部分都可以具有若干自由度。若机身具备行走机构,便称为移动机器人;若机器人具有完全类似于人的躯体(头部、双臂、双腿、身体等执行机构),则称为仿人机器人;同样,各种仿生机器人则具有类似被模仿生物对象的执行结构特点;若机身不具备行走能力,则称为机器人操作臂(robot manipulator),大多数工业机器人属于此类。具体而言,工业机器人的执行系统主要由以下机械部件组成:

      (1)手部  是工业机器人直接握持工件或工具的部件;
      (2)腕部  是工业机器人中连接手部与臂部、主要用来确定手部工作姿势的部件;
      (3)臂部  是工业机器人用来支承腕部和手部实现较大运动范围的部件;
      (4)机座  是工业机器人用来支承臂部,并安装驱动装置及其他装置的部件;

      (5)行走机构  是工业机器人用来扩大活动范围的机构。 

 

      2.驱动系统  

驱动系统是向执行系统各部件提供动力的装置。按驱动方式的不同,通常有液压式、气动式、电动式和特种式4种。特种式采用了诸如压电马达、超声电机、形状记忆合金(SMA)和人造肌肉等特殊驱动装置。


       3.控制系统

控制系统是机器人的指挥系统,它控制驱动系统,让执行系统按规定的要求和时序进行工作。常见的有电气与电子回路控制、计算机控制等。就其控制方式,可分为分散控制与集中控制两种类型。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。


       4.感知系统

感知系统是工业机器人感知自身工作状态和作业环境状态信息的系统,它由内部传感器模块和外部传感器模块组成,并通过两个模块来获取内部和外部环境状态中有意义的信息。内外部传感器模块安装在机器人本体和环境某处,通常包括觉、视觉、力觉、触觉、声觉、语言识别、热感等感知装置。


      5.决策系统及软件部分

决策系统是工业机器人根据感知信息,通过学习和推理,自动调整控制算法的软硬件支持部分。软件部分是指工业机器人系统的系统软件、应用软件和编程语言。


      6.人-机器人-环境交互系统

这是实现机器人与人,以及与外部环境相互联系和协调的系统。人-机器人交互系统包括指令给定装置和信息显示装置,如计算机终端、指令控制台、信息显示板、报警器等。机器人与外部设备集成为一个功能单元,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系统。

  
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