機(jī)器人綜述14328(已修改)
2025-01-24 21:13 本頁面
【正文】 上海吉億電機(jī)有限公司 confidential 機(jī)器人綜述 張漢允 1 上海吉億電機(jī)有限公司 confidential 機(jī)器人綜述 一、機(jī)器人由來、定義 二、機(jī)器人結(jié)構(gòu) 三、機(jī)器人分類與應(yīng)用 四、機(jī)器人技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì) 2 上海吉億電機(jī)有限公司 confidential 一、機(jī)器人由來、定義 ?由來 機(jī)器人是眾所周知的一種高新技術(shù)產(chǎn)品，然而，“機(jī) 器人”一詞最早并不是一個(gè)技術(shù)名詞。 “機(jī)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(jī)器人 》 中，意為“強(qiáng)制性勞動(dòng)”或“奴隸”。 1959年，美國英格伯格和德沃爾制造出第一臺(tái)工業(yè)機(jī) 器人。英格伯格被稱為“工業(yè)機(jī)器人之父”。 3 上海吉億電機(jī)有限公司 confidential ?定義 機(jī)器人至今還沒有一個(gè)統(tǒng)一、嚴(yán)格、準(zhǔn)確的定 義，不同國家、不同領(lǐng)域?qū)C(jī)器人的定義隨基本原 則大體一致。 簡(jiǎn)言之，機(jī)器人是靠自身動(dòng)力和控制能力來實(shí) 現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。 機(jī)器人技術(shù)不斷發(fā)展，其內(nèi)涵也在不斷擴(kuò)展。 4 上海吉億電機(jī)有限公司 confidential 一些有代表性的定義： ● 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ ISO）：機(jī)器人是一種自動(dòng)的、位置可控的、具 有編程能力的多功能機(jī)械手，可具有幾個(gè)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(jī)器人協(xié)會(huì)（ RIA）：機(jī)器人是一種用于移動(dòng)各種材料、零 件、工具或?qū)Ｓ玫难b置，可通過可編程序動(dòng)作來執(zhí)行種種任務(wù)的、 并具有編程能力的多功能機(jī)械手。 ● 日本工業(yè)機(jī)器人協(xié)會(huì)：工業(yè)機(jī)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(dòng)并通過自動(dòng)完成各種移動(dòng)來代替人類勞動(dòng)的通用 機(jī)械。 5 上海吉億電機(jī)有限公司 confidential 二、機(jī)器人結(jié)構(gòu) 機(jī)器人系統(tǒng)框圖 6 上海吉億電機(jī)有限公司 confidential ?機(jī)器人組成 機(jī)器人涉及到機(jī)械、電子、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、人工智能、傳感器、通訊與網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)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(jī)器人是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，一般由機(jī)械本體、控制系統(tǒng)、傳感器、驅(qū)動(dòng)器等四部分組成。 機(jī)械本體 機(jī)械本體，是機(jī)器人實(shí)施作 業(yè)的執(zhí)行機(jī)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(jī)器人的機(jī)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(jī) 械手多采用關(guān)節(jié)式機(jī)械結(jié)構(gòu)，一 般具有 6個(gè)自由度，其中 3個(gè)用來 確定末端執(zhí)行器的位置，另外 3個(gè) 則用來確定末端執(zhí)行裝置的方向 （姿勢(shì)）。 7 上海吉億電機(jī)有限公司 confidential 控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)是機(jī)器人的指揮中樞，相當(dāng)于人的大腦功能，負(fù)責(zé)對(duì)作業(yè)指令、內(nèi)外環(huán)境信息進(jìn)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(hào)，通過驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各個(gè)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(jī)有限公司 confidential 傳感器 傳感器是機(jī)器人的感測(cè)系統(tǒng)，相當(dāng)于人的感覺器官，是機(jī)器人系統(tǒng)的重要組成部分，包括內(nèi)部和外部?jī)纱箢悅鞲衅鳌? 內(nèi)部傳感器主要用來檢測(cè)機(jī)器人本身的狀態(tài)，為機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制提供必要的本體狀態(tài)信息，多為檢測(cè)位置和角度的傳感器。 外部傳感器用來感知機(jī)器人所處的工作環(huán)境或工作狀況信息。 具體有物體識(shí)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(jī)有限公司 confidential 驅(qū)動(dòng)器 驅(qū)動(dòng)器是機(jī)器人的動(dòng)力系統(tǒng)，一般由驅(qū)動(dòng)裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。 因驅(qū)動(dòng)方式不同，驅(qū)動(dòng)裝置可分成電動(dòng)、液動(dòng)和氣動(dòng)三種類型。 驅(qū)動(dòng)裝置中的電動(dòng)機(jī)、液壓缸、氣缸可以與執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接相連，也可以通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連。 驅(qū)動(dòng)裝置主要是電力驅(qū)動(dòng)裝置，如步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)等。 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通常有齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)、帶傳動(dòng)等幾種。 液壓 氣壓 電動(dòng) 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(hù)與應(yīng)用 方便 對(duì)油溫要求高 方便 對(duì)氣壓要求高 方便 對(duì)環(huán)境影響 漏油 噪聲
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