工業(yè)機(jī)器人
工業(yè)機(jī)器人的總體結(jié)構(gòu)上看，可以分為“三大部分六個(gè)系統(tǒng)”。三大部分、六個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)統(tǒng)一的整體。
工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)
三大部分是指用于實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)作的機(jī)械部分、用于感知內(nèi)部和外部信息的傳感部分和用于控制機(jī)器人完成各種動(dòng)作的控制部分。
六個(gè)系統(tǒng)分別是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)（又叫執(zhí)行系統(tǒng)）、機(jī)器人-環(huán)境交互系統(tǒng)、感受系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括動(dòng)力裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作。有電機(jī)驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)、其它驅(qū)動(dòng)形式。根據(jù)需要，可采用由這三種基本驅(qū)動(dòng)類型的一種，或合成式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，目前最常用的是電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
選用原則：
1，控制方式：
對(duì)物料搬運(yùn)（包括上、下料）、沖壓用的有限點(diǎn)位控制的程序控制機(jī)器人，低速重負(fù)載時(shí)可選用液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；中等負(fù)載時(shí)可選用電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；輕負(fù)載時(shí)可選用電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；輕負(fù)載、高速時(shí)可選用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，沖壓機(jī)器人手爪多選用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
2，作業(yè)環(huán)境要求：
從事噴涂作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人，由于工作環(huán)境需要防爆，考慮到其防爆性能，多采用電液伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和具有本征防爆的交流電動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。水下機(jī)器人、核工業(yè)專用機(jī)器人、空間機(jī)器人，以及在腐蝕性、易燃易爆氣體、放射性物質(zhì)環(huán)境中工作的移動(dòng)機(jī)器人，一般采用交流伺服驅(qū)動(dòng)。
3，操作運(yùn)行速度：
對(duì)于裝配機(jī)器人，由于要求其有較高的點(diǎn)位重復(fù)精度和較高的運(yùn)行速度，通常在運(yùn)行速度相對(duì)較低（≤4.5m/s）的情況下，可采用AC、DC或步進(jìn)電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；在速度、精度要求均很高的條件下，多采用直接驅(qū)動(dòng)（DD）電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要要求：快速性，控制特性的連續(xù)性和直線性，能接受嚴(yán)苛運(yùn)行環(huán)境，起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)矩慣量大，加強(qiáng)調(diào)速范圍寬，體積小，質(zhì)量小，軸向尺寸短。
目前，由于高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、大轉(zhuǎn)矩、低慣量的交、直流伺服電動(dòng)機(jī)在工業(yè)機(jī)器人中得到廣泛應(yīng)用，一般負(fù)載1000N（相當(dāng)100kgf）以下的工業(yè)機(jī)器人大多采用電伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。所采用的關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)主要是AC伺服電動(dòng)機(jī)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和DC伺服電動(dòng)機(jī)。其中，交流伺服電動(dòng)機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)、直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)（DD）均采用位置閉環(huán)控制，一般應(yīng)用于高精度、高速度的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)多適用于對(duì)精度、速度要求不高的小型簡(jiǎn)易機(jī)器人開環(huán)系統(tǒng)中。交流伺服電動(dòng)機(jī)由于采用電子換向，無換向火花，在易燃易爆環(huán)境中得到了廣泛的使用。機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率范圍一般為0.1～10kW。工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中所采用的電動(dòng)機(jī)，大致可細(xì)分為以下幾種:
（1）交流伺服電動(dòng)機(jī)：包括同步型交流伺服電動(dòng)機(jī)及反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等。
（2）直流伺服電動(dòng)機(jī)：包括小慣量永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)、印制繞組直流伺服電動(dòng)機(jī)、大慣量永磁直流伺服電動(dòng)機(jī)、空心杯電樞直流伺服電動(dòng)機(jī)。
（3）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)：包括永磁感應(yīng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
伺服電機(jī)
機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由機(jī)身、手臂、手腕、末端執(zhí)行器四大件組成，有的機(jī)器人還有行走機(jī)構(gòu)。大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人有3～6個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度。
1-手部，2-手腕，3，臂部，4-機(jī)身
手臂的四種結(jié)構(gòu)
手部法蘭
仿人機(jī)械手
機(jī)器人-環(huán)境交互系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人與外部環(huán)境中的設(shè)備相互聯(lián)系和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。機(jī)器人與外部設(shè)備集成為一個(gè)功能單元，如加工制造單元、焊接單元、裝配單元等。也可以是多臺(tái)機(jī)器人、多臺(tái)機(jī)床或設(shè)備、多個(gè)零件儲(chǔ)存裝置等集成為一個(gè)去執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)的功能單元。
感受系統(tǒng)由內(nèi)部傳感器和外部傳感器組成，其作用是獲取機(jī)器人內(nèi)部和外部環(huán)境信息，并把這些信息反饋給控制系統(tǒng)。內(nèi)部傳感器用于檢測(cè)各個(gè)關(guān)節(jié)的位置、速度等變量，為閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)提供反饋信息。外部傳感器用于檢測(cè)機(jī)器人與周圍環(huán)境之間的一些狀態(tài)變量，如距離、接近程度和接觸情況等，用于引導(dǎo)機(jī)器人，便于其識(shí)別物體并做出相應(yīng)處理。
工業(yè)機(jī)器人的視覺定位系統(tǒng)，基本構(gòu)成有機(jī)器人本體、交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置、運(yùn)動(dòng)控制器、PC機(jī)和工業(yè)數(shù)字?jǐn)z像頭。工業(yè)機(jī)器人的“五官”系統(tǒng)，包括了觸覺（力與力矩傳感器）、視覺（視頻）、聽覺（語音）、工業(yè)PDA（RFID讀寫器）等，向工業(yè)機(jī)器人發(fā)送信息，構(gòu)成信息反饋控制系統(tǒng)。
工業(yè)機(jī)器人視覺定位系統(tǒng)
人機(jī)交互系統(tǒng)是人與機(jī)器人進(jìn)行聯(lián)系和參與機(jī)器人控制的裝置，分別是指令給定裝置和信息顯示裝置，就像我們打游戲需要游戲機(jī)操作手柄一樣。一般為工業(yè)機(jī)器人的自帶示教單元和上位機(jī)軟件。
控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令信號(hào)，并進(jìn)行控制。信號(hào)傳輸線路大多數(shù)都在機(jī)械手內(nèi)部。控制系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)機(jī)器人的作業(yè)指令程序以及從傳感器反饋回來的信號(hào)，支配機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)去完成規(guī)定的運(yùn)動(dòng)和功能。如果機(jī)器人不具備信息反饋特征，則為開環(huán)控制系統(tǒng)；具備信息反饋特征，則為閉環(huán)控制系統(tǒng)。
工業(yè)機(jī)器人內(nèi)部結(jié)構(gòu)
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