工业机器人体系构成——KUKA机器人

一般来说，工业机器人由三大部分六个子体系组成。三大部分是机械部分、传感部分和操控部分。六个子体系可分为机械结构体系、驱动体系、感知体系、机器人-环境交互体系、人机交互体系和操控体系。

　　1.机械结构体系

　　从机械结构来看，工业机器人总体上分为串联机器人和并联机器人。串联机器人的特点是一个轴的运动会改动另一个轴的坐标原点，而并联机器人一个轴运动则不会改动另一个轴的坐标原点。早期的工业机器人都是选用串联组织。并联组织定义为动渠道和定渠道通过至少两个独立的运动链相衔接，组织具有两个或两个以上自由度，且以并联方法驱动的一种闭环组织。并联组织有两个构成部分，分别是手腕和手臂。手臂活动区域对活动空间有很大的影响，而手腕是东西和主体的衔接部分。与串联机器人相比较，并联机器人具有刚度大、结构安稳、承载能力大、微动精度高、运动负荷小的长处。在方位求解上，串联机器人的正解简略，但反解好不容易；而并联机器人则相反，其正解困难，反解却非常简略。

　　2.驱动体系

　　驱动体系是向机械结构体系供给动力的设备。依据动力源不同，驱动体系的传动方法分为液压式、气压式、电气式和机械式4种。早期的工业机器人选用液压驱动。由于液压体系存在走漏、噪声和低速不安稳等问题，而且功率单元粗笨和昂贵，现在只要大型重载机器人、并联加工机器人和一些特别运用场合运用液压驱动的工业机器人。气压驱动具有速度快、体系结构简略、维修便利、价格低等长处。可是气压设备的作业压强低，不易精确定位，一般仅用于工业机器人末端执行器的驱动。气动手抓、旋转气缸和气动吸盘作为末端执行器可用于中、小负荷的工件抓取和安装。电力驱动是现在运用最多的一种驱动方法，其特点是电源取用便利，响应快，驱动力大，信号检测、传递、处理便利，并可以选用多种灵敏的操控方法，驱动电机一般选用步进电机或伺服电机，现在也有选用直接驱动电机，可是造价较高，操控也较为杂乱，和电机相配的减速器一般选用谐波减速器、摆线针轮减速器或者行星齿轮减速器。由于并联机器人中有大量的直线驱动需求，直线电机在并联机器人领域现已得到了广泛运用。

　　3.感知体系

　　机器人感知体系把机器人各种内部状况信息和环境信息从信号转变为机器人自身或者机器人之间能够理解和运用的数据和信息，除了需求感知与自身作业状况相关的机械量，如位移、速度和力等，视觉感知技能是工业机器人感知的一个重要方面。视觉伺服体系将视觉信息作为反应信号，用于操控调整机器人的方位和姿态。机器视觉体系还在质量检测、识别工件、食品分拣、包装的各个方面得到了广泛运用。感知体系由内部传感器模块和外部传感器模块组成，智能传感器的运用提高了机器人的机动性、适应性和智能化水平。

　　4. 机器人-环境交互体系

　　机器人-环境交互体系是实现机器人与外部环境中的设备相互联系和协调的体系。机器人与外部设备集成为一个功用单元，如加工制作单元、焊接单元、安装单元等。当然也可所以多台机器人集成为一个去执行杂乱使命的功用单元。

　　5.人机交互体系

　　人机交互体系是人与机器人进行联系和参与机器人操控的设备。例如：计算机的规范终端、指令操控台、信息显现板、风险信号报警器等。

　　6.操控体系

　　操控体系的使命是依据机器人的作业指令以及从传感器反应回来的信号，支配机器人的执行组织去完成规定的运动和功用。假如机器人不具有信息反应特征，则为开环操控体系；具有信息反应特征，则为闭环操控体系。依据操控原理可分为程序操控体系、适应性操控体系和人工智能操控体系。依据操控运动的形式可分为点位操控和接连轨迹操控。

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