CellSetup+RoboCell 七自由度机械手控制系统设计+CAD图纸(3)

菜单

机器人是什么，目前国际上还没有统一的标准，以下是适用比较广的定义：

美国家标准局（NBS）：一种能够进行编程并在自动控制下完成某些操作和移动作业任务或动作的机械装置[1]。

国际标准化组织(ISO)：机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手，这种机械手具有几个轴，能够借助于可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置，以执行各种任务[1]。

日本工业标准局：一种机械装置，在自动控制下，能够完成某些操作或者动作功能。

英国：貌似人的自动机，具有智力的和顺从于人的但不具有人格的机器[2]。

中国：我国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器”[2]。

从以上的定义可以看出不同的国家和组织对“机器人”的定义还是有较大区别的，不过都具有的二个共同点：

一、是一种自动机械装置，可以在无人参与下，自动完成多种操作或动作功能，即具有通用性。

二、可以再编程，程序流程可变，即具有柔性(适应性）。

1.1.3机器人的组成

机器人一般是由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统等部分组成。

1. 执行机构：即机器人本体，一般有以下几部分构成：

1) 机身部分：如同机床的床身结构一样，机器人的机身对机器人起到的是基础支撑的作用。有的机身底部安装有机器人行走机构；有的机身可以绕轴线回转，构成机器人的腰。

2) 手臂部分：分为大臂、小臂和手腕，完成各种动作。

3) 末端操作器：可以是拟人的手掌和手指，也可以是各种作业工具，如焊枪、喷漆枪等。

4) 关节：分为滑动关节和转动关节。实现机身、手臂各部分、末端操作器之间的相对运动。

2. 检测装置：作用是实时检测机器人的运动及工作情况，根据需要反馈给控制系统，与设定信息进行比较后，对执行机构进行调整，以保证机器人的动作符合预定的要求。检测装置的传感器大致可以分为两类：一类是内部信息传感器，用于检测机器人各部分的内部状况，如各关节的位置、速度、加速度等，并将所测得的信息作为反馈信号送至控制器，形成闭环控制。另一类是外部信息传感器，用于获取有关机器人的作业对象及外界环境等方面的信息。

3. 驱动装置：是驱使执行机构运动的机构，按照控制系统发出的指令信号，借助于动力元件使机器人进行动作。它输入的是电信号，输出的是线、角位移量。机器人使用的驱动装置主要是电力驱动装置，如步进电机、伺服电机等，此外也有采用液压、气动等驱动装置[3]。

4. 控制系统：一种是集中式控制，即机器人的全部控制由一台微型计算机完成。另一种是分散（级）式控制，即采用多台微机来分担机器人的控制，如当采用上、下两级微机共同完成机器人的控制时，主机常用于负责系统的管理、通讯、运动学和动力学计算，并向下级微机发送指令信息；作为下级从机，各关节分别对应一个CPU，进行插补运算和伺服控制处理，实现给定的运动，并向主机反馈信息。根据作业任务要求的不同，机器人的控制方式又可分为点位控制、连续轨迹控制和力（力矩）控制