機器人綜述14328(已修改)
2025-01-24 21:13 本頁面
【正文】 上海吉億電機有限公司 confidential 機器人綜述 張漢允 1 上海吉億電機有限公司 confidential 機器人綜述 一、機器人由來、定義 二、機器人結(jié)構(gòu) 三、機器人分類與應(yīng)用 四、機器人技術(shù)及發(fā)展趨勢 2 上海吉億電機有限公司 confidential 一、機器人由來、定義 ?由來 機器人是眾所周知的一種高新技術(shù)產(chǎn)品，然而，“機 器人”一詞最早并不是一個技術(shù)名詞。 “機器人”一詞，首次出現(xiàn)在 1920年捷克作家卡雷 爾 卡佩克發(fā)表的科幻劇 《 羅薩姆的萬能機器人 》 中，意為“強制性勞動”或“奴隸”。 1959年，美國英格伯格和德沃爾制造出第一臺工業(yè)機 器人。英格伯格被稱為“工業(yè)機器人之父”。 3 上海吉億電機有限公司 confidential ?定義 機器人至今還沒有一個統(tǒng)一、嚴格、準確的定 義，不同國家、不同領(lǐng)域?qū)C器人的定義隨基本原 則大體一致。 簡言之，機器人是靠自身動力和控制能力來實 現(xiàn)各種功能的一種機器。 機器人技術(shù)不斷發(fā)展，其內(nèi)涵也在不斷擴展。 4 上海吉億電機有限公司 confidential 一些有代表性的定義： ● 國際標準化組織（ ISO）：機器人是一種自動的、位置可控的、具 有編程能力的多功能機械手，可具有幾個軸，能夠借助可編程序操 作處理各種材料、零件、工具盒專用裝置，以執(zhí)行種種任務(wù)。 ● 美國機器人協(xié)會（ RIA）：機器人是一種用于移動各種材料、零 件、工具或?qū)Ｓ玫难b置，可通過可編程序動作來執(zhí)行種種任務(wù)的、 并具有編程能力的多功能機械手。 ● 日本工業(yè)機器人協(xié)會：工業(yè)機器人是一種裝備有記憶裝置和末端執(zhí) 行器的、能夠轉(zhuǎn)動并通過自動完成各種移動來代替人類勞動的通用 機械。 5 上海吉億電機有限公司 confidential 二、機器人結(jié)構(gòu) 機器人系統(tǒng)框圖 6 上海吉億電機有限公司 confidential ?機器人組成 機器人涉及到機械、電子、自動控制、計算機、人工智能、傳感器、通訊與網(wǎng)絡(luò)等多個學(xué)科和領(lǐng)域，是多種高新技術(shù)發(fā)展成果的綜合集成。 機器人是典型的機電一體化產(chǎn)品，一般由機械本體、控制系統(tǒng)、傳感器、驅(qū)動器等四部分組成。 機械本體 機械本體，是機器人實施作 業(yè)的執(zhí)行機構(gòu)，可在確定的環(huán)境 中執(zhí)行控制系統(tǒng)指定的操作。 典型工業(yè)機器人的機械本體 一般由手部（末端執(zhí)行器）、腕 部、臂部、腰部和基座構(gòu)成。機 械手多采用關(guān)節(jié)式機械結(jié)構(gòu)，一 般具有 6個自由度，其中 3個用來 確定末端執(zhí)行器的位置，另外 3個 則用來確定末端執(zhí)行裝置的方向 （姿勢）。 7 上海吉億電機有限公司 confidential 控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)是機器人的指揮中樞，相當于人的大腦功能，負責(zé)對作業(yè)指令、內(nèi)外環(huán)境信息進行處理，并依據(jù)預(yù)定的本體模型、環(huán)境模型和控制程序做出決策，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，通過驅(qū)動器驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)的各個關(guān)節(jié)完成特定的作業(yè)。 從控制系統(tǒng)構(gòu)成看：有開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)之分 從控制方式看：可分程序控制系統(tǒng)、適應(yīng)性控制系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng) 8 上海吉億電機有限公司 confidential 傳感器 傳感器是機器人的感測系統(tǒng)，相當于人的感覺器官，是機器人系統(tǒng)的重要組成部分，包括內(nèi)部和外部兩大類傳感器。 內(nèi)部傳感器主要用來檢測機器人本身的狀態(tài)，為機器人的運動控制提供必要的本體狀態(tài)信息，多為檢測位置和角度的傳感器。 外部傳感器用來感知機器人所處的工作環(huán)境或工作狀況信息。 具體有物體識別傳感器、物體探傷傳感器、接近覺傳感器、距離傳感器、力覺傳感器，聽覺傳感器等。 9 上海吉億電機有限公司 confidential 驅(qū)動器 驅(qū)動器是機器人的動力系統(tǒng)，一般由驅(qū)動裝置和傳動機構(gòu)組成。 因驅(qū)動方式不同，驅(qū)動裝置可分成電動、液動和氣動三種類型。 驅(qū)動裝置中的電動機、液壓缸、氣缸可以與執(zhí)行機構(gòu)直接相連，也可以通過傳動機構(gòu)與執(zhí)行機構(gòu)相連。 驅(qū)動裝置主要是電力驅(qū)動裝置，如步進電機、伺服電機等。 傳動機構(gòu)通常有齒輪傳動、鏈傳動、螺旋傳動、帶傳動等幾種。 液壓 氣壓 電動 功率 /質(zhì)量比 大 小 較大 綜合功率 2030% 10% 6070% 控制性能 精度較高 反應(yīng)靈敏 精度較低 低速不易控制 精度高 系統(tǒng)較復(fù)雜 維護與應(yīng)用 方便 對油溫要求高 方便 對氣壓要求高 方便 對環(huán)境影響 漏油 噪聲
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