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驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

要使機(jī)器人運(yùn)行起來，需給各個(gè)關(guān)節(jié)即每個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度安置傳動(dòng)裝置，這些傳動(dòng)裝置組成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，相當(dāng)于人體的肌肉，驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)，可以是液壓傳動(dòng)、氣動(dòng)傳動(dòng)、電動(dòng)傳動(dòng)，或者把它們結(jié)合起來引用的綜合系統(tǒng)，如圖1-17所示；可以是直接驅(qū)動(dòng)或者是通過同步帶、鏈條、輪系、諧波齒輪等機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行間接驅(qū)動(dòng)。

 

工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

 

 

工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由機(jī)身、手臂、末端執(zhí)行器三大件組成，如圖1-18所示。

 

感受系統(tǒng)

 

測量回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)位置的軸角編碼器、控制速度的測速計(jì)都是工業(yè)機(jī)器人內(nèi)部傳感器，幾乎所有的工業(yè)機(jī)器人都有。視覺傳感器是外部傳感器，可為更高層次的工業(yè)機(jī)器人控制提高適應(yīng)能力。

機(jī)器人一環(huán)境交互系統(tǒng)

機(jī)器人一環(huán)境交互系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與外部環(huán)境中的設(shè)備相互和協(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。當(dāng)然也可可以是多臺(tái)機(jī)器人集成為一個(gè)去執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)的功能單元。

人--機(jī)交互系統(tǒng)

 

人--機(jī)交互系統(tǒng)是人與機(jī)器人進(jìn)行和參與機(jī)器人控制的裝置。例如，計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)終端、指令控制臺(tái)、信息顯示板、危險(xiǎn)信號(hào)報(bào)警器等。

 

工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)

    控制系統(tǒng)用來控制工業(yè)機(jī)器人按規(guī)定要求動(dòng)作，是工業(yè)機(jī)器人的關(guān)鍵和核心部分、它類似于人的大腦，控制著工業(yè)機(jī)器人的全部動(dòng)作。工業(yè)機(jī)器人功能的強(qiáng)弱以及性能的優(yōu)劣，主要取決于控制系統(tǒng)。工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)機(jī)器人的作業(yè)指令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，則為固環(huán)控制系統(tǒng)。根據(jù)控制原理可分為程序控制系統(tǒng)、適應(yīng)性控制系統(tǒng)和人工智能控制系統(tǒng)。

    多數(shù)工業(yè)機(jī)器人采用計(jì)算機(jī)控制，一般分為決策級(jí)、策略級(jí)和執(zhí)行級(jí)：決策級(jí)的功能是識(shí)別環(huán)境、建立模型，將作業(yè)任務(wù)分解為基本動(dòng)作序列；策略級(jí)將基本動(dòng)作變?yōu)殛P(guān)節(jié)坐標(biāo)協(xié)調(diào)變化的規(guī)律，分配給各關(guān)節(jié)的伺服系統(tǒng)；執(zhí)行級(jí)給出各關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)執(zhí)行給定的指令。

    在工業(yè)機(jī)器人飛速發(fā)展的同時(shí)，在非制造業(yè)領(lǐng)域?qū)C(jī)器人技術(shù)應(yīng)用的研究和開發(fā)也非常活躍，這被稱為特種機(jī)器人技術(shù)。在研究和開發(fā)特種機(jī)器人的過程中，人們逐步認(rèn)識(shí)到機(jī)器人技術(shù)是感知、決策、行動(dòng)和交互四大技術(shù)的結(jié)合。隨著人們對(duì)機(jī)器人技術(shù)智能化本質(zhì)認(rèn)識(shí)的加深、機(jī)器人技術(shù)正*地向人類活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域滲透。結(jié)合這些領(lǐng)域的應(yīng)用特點(diǎn)，人們發(fā)展了各種特種機(jī)器人和智能機(jī)器，如仿人機(jī)器人、仿生機(jī)器人、微機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、水下機(jī)器人、移動(dòng)機(jī)器人、空間機(jī)器人、農(nóng)林機(jī)器人等。它們從外觀上看已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)脫離了zui初工業(yè)機(jī)器人的形狀，其智能和功能也大大超出了工業(yè)機(jī)器人的范圍，更加符合應(yīng)用領(lǐng)域的特殊要求。傳統(tǒng)的機(jī)器人是對(duì)人體的延伸，一般需要人來操作；而特種器人和智能機(jī)器則是通過感知，由計(jì)算機(jī)推理進(jìn)行響應(yīng)和動(dòng)作，是對(duì)人類智能的延伸。21 世紀(jì)將是非制造業(yè)向動(dòng)化技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)期。機(jī)器人以及其他智能機(jī)器將在空間和海洋探索、農(nóng)業(yè)及食品加工、采掘、建筑、醫(yī)療服務(wù)、交通運(yùn)輸、等領(lǐng)域快速發(fā)展并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

 

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