關(guān)于機(jī)器人如何分類，國(guó)際上沒有制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，有的按負(fù)載重量分，有的按控制方式分，有的按自由度分，有的按結(jié)構(gòu)分，有的按應(yīng)用領(lǐng)域分。今天我們來(lái)聊一聊工業(yè)機(jī)器人相關(guān)知識(shí)，所謂工業(yè)機(jī)器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度機(jī)器人。

工業(yè)機(jī)器人從誕生開始，就在很多工業(yè)領(lǐng)域里邊得到了廣泛應(yīng)用，主要是有些工廠的勞作環(huán)境對(duì)人的身體要求太極端了，人的血肉之軀無(wú)法勝任，或者對(duì)某些工種的工藝要求非常高而人類的手工作業(yè)無(wú)法達(dá)標(biāo)等場(chǎng)景。

最早應(yīng)用于汽車制造工業(yè)行業(yè)，常用于焊接、噴漆、上下料和搬運(yùn)。

隨著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用范圍的延伸和擴(kuò)大，現(xiàn)在已可代替人從事危險(xiǎn)、有害、有毒、低溫 和高熱等惡劣環(huán)境中的工作和代替人完成繁重、單調(diào)的重復(fù)勞動(dòng)，并可提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

工業(yè)機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)

應(yīng)用機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)，通過對(duì)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的介紹，可以知道機(jī)器人應(yīng)用給人類帶來(lái)如下好處：

（1）減少勞動(dòng)力費(fèi)用。

（2）提高生產(chǎn)率。

（3）改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量。

（4）增加制造過程的柔性。

（5）減少材料浪費(fèi)。

（6）控制和加快庫(kù)存的周轉(zhuǎn)。

（7）降低生產(chǎn)成本

（8）消除危險(xiǎn)和惡劣的勞動(dòng)崗位。

機(jī)器人的組成部件

機(jī)器人作為一個(gè)系統(tǒng)，它由如下部件構(gòu)成：

機(jī)械手或移動(dòng)車，這是機(jī)器人的主體部分，由連桿，活動(dòng)關(guān)節(jié)以及其它結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成，使機(jī)器人達(dá)到空間的某一位置。如果沒有其它部件，僅機(jī)械手本身并不是機(jī)器人。（相當(dāng)于人的身體或手臂）；

末端執(zhí)行器，連接在機(jī)械手最后一個(gè)關(guān)節(jié)上的部件，它一般用來(lái)抓取物體，與其他機(jī)構(gòu)連接并執(zhí)行需要的任務(wù)。機(jī)器人制造上一般不設(shè)計(jì)或出售末端執(zhí)行器，多數(shù)情況下，他們只提供一個(gè)簡(jiǎn)單的抓持器。（相當(dāng)于人的手）

末端執(zhí)行器安裝在機(jī)器人上以完成給定環(huán)境中的任務(wù)，如焊接，噴漆，涂膠以及零件裝卸等就是少數(shù)幾個(gè)可能需要機(jī)器人來(lái)完成的任務(wù)。通常，末端執(zhí)行器的動(dòng)作由機(jī)器人控制器直接控制，或?qū)C(jī)器人控制器的信號(hào)傳至末端執(zhí)行器自身的控制裝置（如 PLC）；

驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器是機(jī)械手的“肌肉”。常見的驅(qū)動(dòng)器有伺服電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)，氣缸及液壓缸等，也還有一些用于某些特殊場(chǎng)合的新型驅(qū)動(dòng)器，它們將在第 6 章進(jìn)行討論。驅(qū)動(dòng)器受控制器的控制。

傳感器，傳感器用來(lái)收集機(jī)器人內(nèi)部狀態(tài)的信息或用來(lái)與外部環(huán)境進(jìn)行通信。機(jī)器人控制器需要知道每個(gè)連桿的位置才能知道機(jī)器人的總體構(gòu)型。人即使在完全黑暗中也會(huì)知道胳膊和腿在哪里，這是因?yàn)榧‰靸?nèi)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)傳感器將信息反饋給了人的大腦。大腦利用這些信息來(lái)測(cè)定肌肉伸縮程度進(jìn)而確定胳膊和腿的狀態(tài)。

對(duì)于機(jī)器人，集成在機(jī)器人內(nèi)的傳感器將每一個(gè)關(guān)節(jié)和連桿的信息發(fā)送給控制器，于是控制器就能決定機(jī)器人的構(gòu)型。機(jī)器人常配有許多外部傳感器，例如視覺系統(tǒng)，觸覺傳感器，語(yǔ)言合成器等，以使機(jī)器人能與外界進(jìn)行通信。

控制器，機(jī)器人控制器從計(jì)算機(jī)獲取數(shù)據(jù)，控制驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)作，并與傳感器反饋信息一起協(xié)調(diào)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。

假如要機(jī)器人從箱柜里取出一個(gè)零件，它的第一個(gè)關(guān)節(jié)角度必須為 35°，如果第一關(guān)節(jié)尚未達(dá)到這一角度，控制器就會(huì)發(fā)出一個(gè)信號(hào)到驅(qū)動(dòng)器（輸送電流到電動(dòng)機(jī)），使驅(qū)動(dòng)器運(yùn)動(dòng)，然后通過關(guān)節(jié)上的反饋傳感器（電位器或編碼器等）測(cè)量關(guān)節(jié)角度的變化，當(dāng)關(guān)節(jié)達(dá)到預(yù)定角度時(shí)，停止發(fā)送控制信號(hào)。

對(duì)于更復(fù)雜的機(jī)器人，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度和力也由控制器控制。機(jī)器人控制器與人的小腦十分相似，雖然小腦的功能沒有人的大腦功能強(qiáng)大，但它卻控制著人的運(yùn)動(dòng)。

處理器，處理器是機(jī)器人的大腦，用來(lái)計(jì)算機(jī)器人關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，確定每個(gè)關(guān)節(jié)應(yīng)移動(dòng)多少和多遠(yuǎn)才能達(dá)到預(yù)定的速度和位置，并且監(jiān)督控制器與傳感器協(xié)調(diào)動(dòng)作。處理器通常就是一臺(tái)計(jì)算機(jī)（專用）。它也需要擁有操作系統(tǒng)，程序和像監(jiān)視器那樣的外部設(shè)備等。

審核編輯 黃昊宇