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无锡机器人的构成

2021-08-20 17:05:57

机器人(Robot)是一种能够半自主或全自主工作的智能机器。历史上最早的机器人见于隋炀帝命工匠按照柳抃形象所营造的木偶机器人,施有机关,有坐、起、拜、伏等能力。 


机器人具有感知、决策、执行等基本特征,可以辅助甚至替代人类完成危险、繁重、复杂的工作,提高工作效率与质量,服务人类生活,扩大或延伸人的活动及能力范围。



关于机器人的分类,国际上没有制定统一的标准,从不同的角度可以有不同的分类。 


机器人的发展阶段

①初机器人:示教再现型机器人。1947年,为了搬运和处理核燃料,美国橡树岭国家实验室研发了世界上首台遥控的机器人。1962年美国又研制成功PUMA通用示教再现型机器人,这种机器人通过一个计算机,来控制一个多自由度的机械,通过示教存储程序和信息,工作时把信息读取出来,然后发出指令,这样机器人可以重复地根据人当时示教的结果,再现出这种动作。比方说汽车的点焊机器人,它只要把这个点焊的过程示教完以后,它总是重复这样一种工作。 


②第二代机器人:感觉型机器人。示教再现型机器人对于外界的环境没有感知,这个操作力的大小,这个工件存在不存在,焊接的好与坏,它并不知道,因此,在20世纪70年代后期,人们开始研究第二代机器人,叫感觉型机器人,这种机器人拥有类似人在某种功能的感觉,如力觉、触觉、滑觉、视觉、听觉等,它能够通过感觉来感受和识别工件的形状、大小、颜色。 


③第三代机器人:智能型机器人。20世纪90年代以来发明的机器人。这种机器人带有多种传感器,可以进行复杂的逻辑推理、判断及决策,在变化的内部状态与外部环境中,自主决定自身的行为。


控制方式

①操作型机器人:能自动控制,可重复编程,多功能,有几个自由度,可固定或运动,用于相关自动化系统中。

②程控型机器人:按预先要求的顺序及条件,依次控制机器人的机械动作。

③示教再现型机器人:通过引导或其他方式,先教会机器人动作,输入工作程序,机器人则自动重复进行作业。

④数控型机器人:不必使机器人动作,通过数值、语言等对机器人进行示教,机器人根据示教后的信息进行作业。

⑤感觉控制型机器人:利用传感器获取的信息控制机器人的动作。

⑥适应控制型机器人:机器人能适应环境的变化,控制其自身的行动。

⑦学习控制型机器人:机器人能“体会”工作的经验,具有一定的学习功能,并将所“学”的经验用于工作中。

⑧ 智能机器人:以人工智能决定其行动的机器人。 


应用环境

目前,国际上的机器人学者,从应用环境出发将机器人分为两类:制造环境下的工业机器人和非制造环境下的服务与仿人型机器人。

我国的机器人专家从应用环境出发,将机器人也分为两大类,即工业机器人和特种机器人。这和国际上的分类是一致的。工业机器人是指面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人,包括:服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人等。在特种机器人中,有些分支发展很快,有独立成体系的趋势,如服务机器人、水下机器人、军用机器人、微操作机器人等。


工业机器人按臂部的运动形式分为四种。直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动;圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作;球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩;关节型的臂部有多个转动关节。 


工业机器人按执行机构运动的控制机能,又可分点位型和连续轨迹型。点位型只控制执行机构由一点到另一点的准确定位,适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业;连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动,适用于连续焊接和涂装等作业。 


工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。编程输入型是将计算机上已编好的作业程序文件,通过RS-232串口或者以太网等通信方式传送到机器人控制柜。示教输入型的示教方法有两种:一种是由操作者用手动控制器(示教操纵盒),将指令信号传给驱动系统,使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍;另一种是由操作者直接领动执行机构,按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。在示教过程的同时,工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时,控制系统从程序存储器中检出相应信息,将指令信号传给驱动机构,使执行机构再现示教的各种动作。示教输入程序的工业机器人称为示教再现型工业机器人。


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