机器人都有哪些组成部分
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、驱动器和输入/输出系统接口等五部分组成。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。
5. 输入/输出系统接口:为了与周边系统及相应操作进行联系与应答,还应有各种通讯接口和人机通信装置。
为了抓取空间中任意位置和方位的物体,需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多,机械手的灵活性越大,通用性越广,其结构也越复杂。一般专用机械手有2~3个自由度。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制,来完成特定动作。同时接收传感器反馈的信息,形成稳定的闭环控制。控制系统的核心通常是由单片机或dsp等微控制芯片构成,通过对其编程实现所要功能。
一、执行机构
机械手的执行机构分为手部、手臂、躯干;
1、手部
手部安装在手臂的前端。手臂的内孔中装有传动轴,可把运用传给手腕,以转动、伸曲手腕、开闭手指。
机械手手部的构造系模仿人的手指,分为无关节、固定关节和自由关节3种。手指的数量又可分为二指、三指、四指等,其中以二指用的最多。可根据夹持对象的形状和大小配备多种形状和大小的夹头以适应操作的需要。所谓没有手指的手部,一般都是指真空吸盘或磁性吸盘。
2、手臂
手臂的作用是引导手指准确地抓住工件,并运送到所需的位置上。为了使机械手能够正确地工作,手臂的3个自由度都要精确地定位。
3、躯干躯干是安装手臂、动力源和各种执行机构的支架。
二、驱动机构
机械手所用的驱动机构主要有4种:液压驱动、气压驱动、电气驱动和机械驱动。其中以液压驱动、气压驱动用得最多。
1、液压驱动式
液压驱动式机械手通常由液动机(各种油缸、油马达)、伺服阀、油泵、油箱等组成驱动系统,由驱动机械手执行机构进行工作。通常它的具有很大的抓举能力(高达几百千克以上),其特点是结构紧凑、动作平稳、耐冲击、耐震动、防爆性好,但液压元件要求有较高的制造精度和密封性能,否则漏油将污染环境。
2、气压驱动式
其驱动系统通常由气缸、气阀、气罐和空压机组成,其特点是气源方便、动作迅速、结构简单、造价较低、维修方便。但难以进行速度控制,气压不可太高,故抓举能力较低。
3、电气驱动式电力驱动是机械手使用得最多的一种驱动方式。其特点是电源方便,响应快,驱动力较大(关节型的持重已达400kg),信号检测、传动、处理方便,并可采用多种灵活的控制方案。驱动电机一般采用步进电机,直流伺服电机(AC)为主要的驱动方式。由于电机速度高,通常须采用减速机构(如谐波传动、RV摆线针轮传动、齿轮传动、螺旋传动和多杆机构等)。有些机械手已开始采用无减速机构的大转矩、低转速电机进行直接驱动(DD)这既可使机构简化,又可提高控制精度。
4、机械驱动式
机械驱动只用于动作固定的场合。一般用凸轮连杆机构来实现规定的动作。其特点是动作确实可靠,工作速度高,成本低,但不易于调整。其他还有采用混合驱动,即液-气或电-液混合驱动。
三、控制系统
机械手控制的要素包括工作顺序、到达位置、动作时间、运动速度、加减速度等。机械手的控制分为点位控制和连续轨迹控制两种。
控制系统可根据动作的要求,设计采用数字顺序控制。它首先要编制程序加以存储,然后再根据规定的程序,控制机械手进行工作程序的存储方式有分离存储和集中存储两种。分离存储是将各种控制因素的信息分别存储于两种以上的存储装置中,如顺序信息存储于插销板、凸轮转鼓、穿孔带内;位置信息存储于时间继电器、定速回转鼓等;集中存储是将各种控制因素的信息全部存储于一种存储装置内,如磁带、磁鼓等。这种方式使用于顺序、位置、时间、速度等必须同时控制的场合,即连续控制的情况下使用。
其中插销板使用于需要迅速改变程序的场合。换一种程序只需抽换一种插销板限可,而同一插件又可以反复使用;穿孔带容纳的程序长度可不受限制,但如果发生错误时就要全部更换;穿孔卡的信息容量有限,但便于更换、保存,可重复使用;磁蕊和磁鼓仅适用于存储容量较大的场合。至于选择哪一种控制元件,则根据动作的复杂程序和精确程序来确定。对动作复杂的机械手,采用求教再现型控制系统。更复杂的机械手采用数字控制系统、小型计算机或微处理机控制的系统。控制系统以插销板用的最多,其次是凸轮转鼓。它装有许多凸轮,每一个凸轮分配给一个运动轴,转鼓运动一周便完成一个循环。
机器人系统的结构由机器人的机构部分、传感器组、控制部分及信息处理部分组成.机器人的外貌有的像人,有的却并不具有人的模样,但其组成与人很相似.机构 部分包括机械手和移动机构,机械手相当于人手一样,可完成各种工作;移动机构相当于人的脚,机器人靠它来走路.感知机器人自身或外部环境变化信息的传 感器是它的感觉器官,相当于人的眼、耳、皮肤等,它包括内传感器和外传感器.电脑是机器人的指挥中心,相当于人脑或中枢神经,它能控制机器人各部位协调动 作;信息处理装置(电子计算机),是人与机器人沟通的工具,可根据外界的环境变化、灵活变更机器人的动作.
机器人有哪些部分组成?
机器人一般由以下几个部分组成:机械结构部分:包括机器人的骨架、关节、执行器等。机器人的骨架是机器人的基本结构,关节和执行器可以让机器人实现各种动作。传感器部分:包括机器人使用的各种传感器,例如视觉传感器、力传感器、位置传感器等,它们可以为机器人提供环境感知和运动控制所需的信息。控制系统部分...
机器人由哪些部分组成?
机械结构传动,工业机器人的机械结构系统由机座、手臂、末端操作器三大部分组成,每一个大件都有若干个自由度的机械系统。若基座不具备行走机构,则构成行走机器人;若基座不具备行走及弯腰机构,则构成单机器人臂。手臂一般由上臂、下臂和手腕组成。末端操作器是直接装在手腕上的一个重要部件,它可以是二...
机器人是由哪些部分组成的?
(2)出于拟人化的考虑,常将机器人本体的有关部位分别称为基座、腰部、臂部、腕部、手部(夹持器或末端执行器)和行走部(对于移动机器人)等。3、汽车 4、电梯 电梯是将机械原理应用、电气技术、微处理器技术、系统工程学、人体工程学及空气动力学等多学科和技术集于一体的机电设备。5、电子排版印...
机器人有什么样的各个组成部分?
2. 传感器:传感器为机器人提供了感知环境的能力。常见的传感器包括摄像头、激光雷达、红外传感器、超声波传感器、触觉传感器和温度传感器等。它们帮助机器人识别周围的物体和环境。3. 电子控制单元(ECU):ECU是机器人的核心处理中心,包括处理器、存储器、控制算法和接口。它负责处理传感器数据、做出决策和...
机器人由什么组成有什么功能
机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统等组成。执行机构即机器人本体,其臂部一般采用空间开链连杆机构,其中的运动副(转动副或移动副)常称为关节,关节个数通常即为机器人的自由度数。根据关节配置型式和运动坐标形式的不同,机器人执行机构可分为直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标式和关节...
机器人有什么样的各个组成部分?
1. 机械结构:机械结构是机器人的物理框架,包括骨架、关节、连接件和执行器。这些部分使机器人能够移动、转动和执行各种动作。机器人的外观和功能很大程度上取决于其机械结构的设计。2. 传感器:传感器是机器人的感知器官,用于检测环境中的信息。常见的传感器包括摄像头、激光雷达、红外线传感器、超声波...
工业机器人控制系统的组成
工业机器人控制系统的组成:机械本体、控制系统、驱动器等。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。2、控制系统 ...
工业机器人是由哪几个系统组成的呢?
1、工业机器人的构造 工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构,包括臂部、腕部和手部,有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有3~6个运动自由度,其中腕部通常有1~3个运动自由度;驱动系统包括动力装置和传动机构,用以使执行机构产生相应的动作;控制系统是...
搬运机器人由哪些结构组成
搬运机器人由执行机构、驱动机构和控制机构三部分组成。1、执行机构 1) 手部 手部既直接与工件接触的部分,一般是回转型或平动型(多为回转型,因其结构简单)。手部多为两指(也有多指);根据需要分为外抓式和内抓式两种;也可以用负压式或真空式的空气吸盘(主要用于可吸附的,光滑表面的零件或薄板零件)...
工业机器人的基本组成
工业机器人的手臂是连接机身和手腕的部分,主要用于改变手腕和末端执行器的空间位置。臂部由小臂、大臂或多臂组成,总质量较大,受力一般比较复杂,在运动时,直接承受腕部、手部和工件的静、动载荷,尤其在高速运动时,将产生较大的惯性力,引起冲击,影响定位精度。4. 末端执行器 末端执行器是连接在...
尚勤三七: 机器人系统的构成机器人系统的结构由机器人的机构部分、传感器组、控制部分及信息处理部分组成.机器人的外貌有的像人,有的却并不具有人的模样,但其组成与人很相似.机构 部分包括机械手和移动机构,机械手相当于人手一样,可完成各种工作;移动机构相当于人的脚,机器人靠它来"走路".感知机器人自身或外部环境变化信息的传 感器是它的感觉器官,相当于人的眼、耳、皮肤等,它包括内传感器和外传感器.电脑是机器人的指挥中心,相当于人脑或中枢神经,它能控制机器人各部位协调动 作;信息处理装置(电子计算机),是人与机器人沟通的工具,可根据外界的环境变化、灵活变更机器人的动作.
磁县19859097280: 机器人由那几部分组成,各部分什么功能? - ?
尚勤三七:[答案] 机器人由三大部分六个子系统组成.三大部分是机械部分、传感部分和控制部分.六个子系统是驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人一环境交换系统、人机交换系统和控制系统.驱动系统,要使机器人运作起来,各需各个关...
磁县19859097280: 机器人都有哪些组成部分 - ?
尚勤三七:[答案] 机器人系统的构成\x0d机器人系统的结构由机器人的机构部分、传感器组、控制部分及信息处理部分组成.机器人的外貌有的像人,有的却并不具有人的模样,但其组成与人很相似.机构 部分包括机械手和移动机构,机械手相当于人...
磁县19859097280: 工业机器人主要有哪几部分组成?各部分的作用是什么? - ?
尚勤三七:[答案] 1、工业机器人的构造 工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成.主体即机座和执行机构,包括臂部、腕部和手部,有的机器人还有行走机构.大多数工业机器人有3~6个运动自由度,其中腕部通常有1~3个运动自由度;驱动系统包括...
磁县19859097280: 谁知道工业机器人有哪几部分组成 - ?
尚勤三七: 作为粤为机器人学院毕业的前辈来告诉你,机器人由三大部分六个子系统组成.三大部分是机械部分、传感部分和控制部分.六个子系统是驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人一环境交换系统、人机交换系统和控制系统. 机械结构传动,工业机器人的机械结构系统由机座、手臂、末端操作器三大部分组成,每一个大件都有若干个自由度的机械系统.若基座不具备行走机构,则构成行走机器人;若基座不具备行走及弯腰机构,则构成单机器人臂.手臂一般由上臂、下臂和手腕组成.末端操作器是直接装在手腕上的一个重要部件,它可以是二手指或多手指的手抓,也可以是喷漆枪、焊具等作业工具.
磁县19859097280: 机器人的机械结构由几部分组成 - ?
尚勤三七: 回转底座,大臂,小臂,手腕,末端执行器
磁县19859097280: 工业机器人由什么组成 - ?
尚勤三七: 工业机器人根据需要分为操控,程控,智能三类!大致由机械部分,(机体,机械手臂,行走部分,)动力部分,(步进电机,液压系统,)控制部分,(电路,感知部分和微处理器,程序处理和数控及执行电路!)
磁县19859097280: 工业机器人由哪几部分组成? - ?
尚勤三七: 机器人一般由几部分构成
磁县19859097280: 6关节型机器人都有哪些部件组成 - ?
尚勤三七: 6关节型焊接机器人由:机器人控制柜,机器人主体,冷却水机,电焊机,周边装置(变位机/移动轨道);送丝机,焊枪电缆,送丝管,伺服马达等
磁县19859097280: 人形机器人的构成 - ?
尚勤三七: 现代的人形机器人一种智能化机器人,例如 ROBOT·X人形机器人,在机器的各活动关节配置有多达17个伺服器,具有17个自由度,特显灵活,更能完成诸如手臂后摆90度的高难度动作.它还配以设计优良的控制系统,通过自身智能编程软件便能自动地完成整套动作.