机器人,通常由这四大系统所控制

机器人的结构,通常由4大部分组成,即执行机构、驱动系统、控制系统和智能系统。

机器人的执行机构

众所周知,人的功能活动(劳动)分为脑力劳动和体力劳动两种,但两者往往又不能截然分开。从执行器官讲,就是在大脑支配下的嘴巴和四肢。单从体力劳动来讲,可以靠脚力、肩扛,但最为主要的是人的手臂和手,所谓“双手创造世界”。而手的动作,离不开胳臂、腰身的支持与配合。手部的动作和其他部位的动作是靠肌肉收缩和张弛,并由骨骼作为杠杆支持而完成的。

机器人执行系统

机器人的执行机构,包括手部、腕部、腰部和基座,它与人身结构基本上相对应,其中基座相当于人的下肢。机器人的构造材料,至今仍是使用无生命的金属和非金属材料,用这些材料加工成各种机械零件和构件,其中有仿人形的“可动关节”。机器人的关节(相当于机构中的“运动副”),有滑动关节、回转关节、圆柱关节和球关节等类型,在何部位采用何种关节,则由要求它作何种运动而决定。机器人的关节,保证了机器人各部位的可动性。

机器人的手部,又称末端执行机构,它是工业机器人和多数服务型机器人直接从事工作的部分,根据工作性质(机器人的类型),其手部可以设计成夹持型的夹爪,用以夹持东西;也可以是某种工具,如焊枪、喷嘴等;也可以是非夹持类的,如真空吸盘、电磁吸盘等;在仿人形机器人中,手部可能是仿人形多指手了。

机器人的腕部,相当于人的手腕,它上与臂部相连,下与手部相接,一般有3个自由度,以带动手部实现必要的姿态。

机器人的臂部,相当于人的胳膊,下连手腕,上接腰身(人的胳膊上接肩膀),一般由小臂和大臂组成,通常是带动腕部作平面运动。

机器人的腰部,相当于人的躯干,是连接臂部和基座的回转部件,由于它的回转运动和臂部的平面运动,就可以使腕部做空间运动。

机器人的基座,是整个机器人的支撑部件,它相当于人的两条腿,要具备有足够的稳定性和刚度,有固定式和移动式两种类型,在移动式的类型中,有轮式、履带式和仿人形机器人的步行式等。

机器人的传动系统

机器人的驱动——传动系统,是将能源传送到执行机构的装置。其中,驱动器有电机(直流伺服电机、交流伺服电机和步进电机)、气动和液动装置(压力泵及相应控制阀、管路);而传动机构,最常用的有谐波减速器、滚珠丝杠、链、带及齿轮等传动系统。

机器人的一种传动系统