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机器人的组成
发布日期:2014-12-29 12:43:16 浏览次数: 字体大小:
机器人作为一个系统,一般由一下7个部件所组成:(1)机械手或移动车这是机器人的主体部分,由连杆、活动关节以及其他结构部件构成。如果没有其他部件,仅机械手本身并不是机器人。(2)末端执行器这就是连接在机械手...
机器人作为一个系统,一般由一下7个部件所组成:
(1)机械手或移动车
这是机器人的主体部分,由连杆、活动关节以及其他结构部件构成。如果没有其他部件,仅机械手本身并不是机器人。
(2)末端执行器
这就是连接在机械手最后一个关节上的部件,它一般用来抓取物体,与其他机构连接并执行需要的任务。机器人制造商一般不设计或出售末端执行器,多数情况下,他们只提供一个简单的抓持器。一般来说,机器人手部都备有能连接专用末端执行器的接口,这些末端执行器是为某种用途专门设计的。末端执行器的设计通常由公司工程师或外面的顾问来完成,这些末端执行器安装在机器人上以完成给定环境中的任务,如焊接,喷漆、涂胶以及零件装卸等就是少数几个可能需要机器人来完成的任务。通常,末端执行器的动作由机器人控制器直接控制,或将机器人控制器的信号传至末端执行器自身的控制装置(如PLC)。
(3)驱动器
驱动器是机械手的“肌肉”。常见的驱动器有伺服电机、步进电机、汽缸及液压缸等,也还有一些用于某些特殊场合的新型驱动器。驱动器受控制器的控制。
(4)传感器
传感器用来收集机器人内部状态的信息或用来与外部环境进行通信。像人一样,机器人控制器也需要知道每个连杆的位置才能知道机器人的总体构型。人即使在完全黑暗中,也会知道胳膊和腿在那里,这是因为肌腱内的中枢神经系统中的神经将信息反馈给人的大脑。大脑利用这些信息来测定肌肉伸缩程度,进而确定胳膊和腿的状态。机器人也同样如此,集成在机器人内的传感器将每一个关节和连杆的信息发送给控制器,于是控制器就能决定机器人的构型。机器人常配有许多外部传感器,例如视觉系统、触觉传感器、语言合成器等,以使机器人能与外界进行通信。
(5)控制器
机器人控制器与人的小脑十分相似,虽然小脑的功能没有人的大脑功能强大,但它却控制着人的运动。机器人控制器从计算机获取数据,控制驱动器的动作,并与传感器反馈信息一起协调机器人的运动。假如要机器人从箱柜里取出一个零件,它的第一关节角度必须为35度,如果第一关节尚未达到这一角度,控制器就会发出一个信号到驱动器(输送电流到电动机,输送气体到气缸或发送信号到液压缸的伺服器),使驱动器运动,然后通过关节上的反馈传感器(电位器或编码器等)测量关节角度的变化。当关节达到预定角度时,停止发送控制信号。对于更复杂的机器人、机器人的运动速度和力也由控制器控制。
(6)处理器
处理器是机器人的大脑,用来计算机器人关节的运动,确定每个关节应移动多少和多远才能达到顶定的速度和位置,并且监督控制器与传感器协调动作。处理器通常就是一台计算机,只不过是一种专用计算机,它也需要拥有操作系统、程序和像监视器那样的外部设备等,同时它在许多方而也其有与PC处理器同样的功能和局限性。
(7)软件
用于机器人的软件大致有三块。
第一块是操作系统,用来操作计算机;
第二块是机器人软件,它根据机器人的运动方程计算每一个关节的必要动作,然后将这些信息传送到控制器,这种软件有多种级别,即从机器语言到现代机器人使用的复杂高级语言不等;
第三块是例行程序集合和应用程序,它们是为了使用机器人外部设备而开发的(例如视觉通用程序),或者是为了执行特定任务而开发的。
值得注意的是,在许多系统中,控制器和处理器放置在同一单元中。虽然这两部分放在同一装置盒内甚至集成在同一电路中,但它们有各自的功能。
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