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机器人的四大组成部分

来源:机器人网 | 作者:郑佳俊 | 发表日期:2015-10-03
简介:机器人目前是典型的机电一体化产品,一般由机械本体、控制系统、传感器、和驱动器等四部分组成。为对本体进行精确控制,传感器应提供机器人本体或其所处环境的信息

机器人目前是典型的机电一体化产品,一般由机械本体、控制系统、传感器、和驱动器等四部分组成。为对本体进行精确控制,传感器应提供机器人本体或其所处环境的信息,控制系统依据控制程序产生指令信号,通过控制各关节运动坐标的驱动器,使各臂杆端点按照要求的轨迹、速度和加速度,以一定的姿态达到空间指定的位置。驱动器将控制系统输出的信号变换成大功率的信号,以驱动执行器工作。

1.机械本体

机械本体,是机器人赖以完成作业任务的执行机构,一般是一台机械手,也称操作器、或操作手,可以在确定的环境中执行控制系统指定的操作。典型工业机器人的机械本体一般由手部(末端执行器)、腕部、臂部、腰部和基座构成。机械手多采用关节式机械结构,一般具有6个自由度,其中3个用来确定末端执行器的位置,另外3个则用来确定末端执行装置的方向(姿势)。机械臂上的末端执行装置可以根据操作需要换成焊枪、吸盘、扳手等作业工具。

2.控制系统

控制系统是机器人的指挥中枢,相当于人的大脑功能,负责对作业指令信息、内外环境信息进行处理,并依据预定的本体模型、环境模型和控制程序做出决策,产生相应的控制信号,通过驱动器驱动执行机构的各个关节按所需的顺序、沿确定的位置或轨迹运动,完成特定的作业。从控制系统的构成看,有开环控制系统和闭环控制系统之分;从控制方式看有程序控制系统、适应性控制系统和智能控制系统之分。

3.驱动器

驱动器是机器人的动力系统,相当于人的心血管系统,一般由驱动装置和传动机构两部分组成。因驱动方式的不同,驱动装置可以分成电动、液动和气动三种类型。驱动装置中的电动机、液压缸、气缸可以与操作机直接相连,也可以通过传动机构与执行机构相连。传动机构通常有齿轮传动、链传动、谐波齿轮传动、螺旋传动、带传动等几种类型。

4.传感器

传感器是机器人的感测系统,相当于人的感觉器官,是机器人系统的重要组成部分,包括内部传感器和外部传感器两大类。内部传感器主要用来检测机器人本身的状态,为机器人的运动控制提供必要的本体状态信息,如位置传感器、速度传感器等。外部传感器则用来感知机器人所处的工作环境或工作状况信息,又可分成环境传感器和末端执行器传感器两种类型.

前者用于识别物体和检测物体与机器人的距离等信息,后者安装在末端执行器上,检测处理精巧作业的感觉信息。常见的外部传感器有力觉传感器、触觉传感器、接近觉传感器、视觉传感器等。

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