工業機器人一般由執行系統、驅動系統、控制系統、感知系統、決策系統及軟件部分、人-機器人-環境交互系統組成。
機器人的執行系統由傳動部件與機械構件組成,主要包括機身、機械臂、末端執行器3大部分,其中每一部分都可以具有若干自由度。若機身具備行走機構,便稱為移動機器人;若機器人具有完全類似于人的軀體(頭部、雙臂、雙腿、身體等執行機構),則稱為仿人機器人;同樣,各種仿生機器人則具有類似被模仿生物對象的執行結構特點;若機身不具備行走能力,則稱為機器人操作臂(robot manipulator),大多數工業機器人屬于此類。具體而言,工業機器人的執行系統主要由以下機械部件組成:
(1)手部 是工業機器人直接握持工件或工具的部件;(2)腕部 是工業機器人中連接手部與臂部、主要用來確定手部工作姿勢的部件;
(3)臂部 是工業機器人用來支承腕部和手部實現較大運動范圍的部件;
(4)機座 是工業機器人用來支承臂部,并安裝驅動裝置及其他裝置的部件;
(5)行走機構 是工業機器人用來擴大活動范圍的機構。
2.驅動系統
驅動系統是向執行系統各部件提供動力的裝置。按驅動方式的不同,通常有液壓式、氣動式、電動式和特種式4種。特種式采用了諸如壓電馬達、超聲電機、形狀記憶合金(SMA)和人造肌肉等特殊驅動裝置。
控制系統是機器人的指揮系統,它控制驅動系統,讓執行系統按規定的要求和時序進行工作。常見的有電氣與電子回路控制、計算機控制等。就其控制方式,可分為分散控制與集中控制兩種類型??刂葡到y的任務是根據機器人的作業指令程序以及從傳感器反饋回來的信號,支配機器人的執行機構去完成規定的運動和功能。
感知系統是工業機器人感知自身工作狀態和作業環境狀態信息的系統,它由內部傳感器模塊和外部傳感器模塊組成,并通過兩個模塊來獲取內部和外部環境狀態中有意義的信息。內外部傳感器模塊安裝在機器人本體和環境某處,通常包括覺、視覺、力覺、觸覺、聲覺、語言識別、熱感等感知裝置。
決策系統是工業機器人根據感知信息,通過學習和推理,自動調整控制算法的軟硬件支持部分。軟件部分是指工業機器人系統的系統軟件、應用軟件和編程語言。
6.人-機器人-環境交互系統
這是實現機器人與人,以及與外部環境相互聯系和協調的系統。人-機器人交互系統包括指令給定裝置和信息顯示裝置,如計算機終端、指令控制臺、信息顯示板、報警器等。機器人與外部設備集成為一個功能單元,也可以是多臺機器人、多臺機床或設備、多個零件存儲裝置等集成為一個去執行復雜任務的功能系統。
