機(jī)器人概述
Robot overview
“機(jī)器人”來(lái)源于捷克劇作家卡雷爾.凱培克的科幻劇《羅薩姆的萬(wàn)能機(jī)器人》:“Robot”是從捷克文“Robota”衍生而來(lái)。 機(jī)器人三原則:美國(guó)科幻作家阿西莫夫在1940年發(fā)表的小說(shuō)《我是機(jī)器人》中首次提出。 第一原則:機(jī)器人必須不能傷害人類,也不允許見(jiàn)到人類將收到傷害而袖手傍觀; 第二原則:機(jī)器人必須完全服從于人類的命令,但不能違反第一原則; 第三原則:機(jī)器人應(yīng)當(dāng)保護(hù)自身的安全,但不能違反第一和第二原則; 機(jī)器人的分類,按照應(yīng)用領(lǐng)域可以分為:工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人; 工業(yè)機(jī)器人,顧名思義,就是應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中的機(jī)器人,可以替代人完成工業(yè)生產(chǎn)中的某些作業(yè)的自動(dòng)化設(shè)備。 典型應(yīng)用:搬運(yùn)機(jī)器人、焊接機(jī)器人、噴涂機(jī)器人、裝配機(jī)器人、碼垛機(jī)器人等。 特種機(jī)器人,是指除工業(yè)機(jī)器人之外的,用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類的各種機(jī)器人的總稱。 典型應(yīng)用:農(nóng)業(yè)機(jī)器人、醫(yī)用機(jī)器人、家務(wù)機(jī)器人、娛樂(lè)機(jī)器人、迎賓機(jī)器人、排爆機(jī)器人、偵察機(jī)器人、掃雷機(jī)器人、消防機(jī)器人、救援機(jī)器人等。 |
機(jī)器人特點(diǎn)
Characteristics of robot
擬人化:工業(yè)機(jī)器人在機(jī)械結(jié)構(gòu)上有類似人的行走、腰轉(zhuǎn)、大臂、小臂、手腕、手爪等部分,在控制上有電腦。 通用性:除了專門設(shè)計(jì)的專用的工業(yè)機(jī)器人外,一般工業(yè)機(jī)器人在執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)時(shí)具有較好的通用性。比如,更換工業(yè)機(jī)器人手部末端操作器(手爪、工具等)便可執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)。 獨(dú)立性:完整的機(jī)器人系統(tǒng)在工作中可以不依賴人的干預(yù)和操作。 智能性:機(jī)器人不僅具有獲取外部環(huán)境信息的各種傳感器,而且還具有記憶能力、語(yǔ)言理解能力、圖像識(shí)別能力、推理判斷能力等人工智能。 |
工業(yè)機(jī)器人組成結(jié)構(gòu)
Structure of industrial robot
工業(yè)機(jī)器人由主體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個(gè)基本部分組成。主體即機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu),包括臂部、腕部和手部,有的機(jī)器人還有行走機(jī)構(gòu)。大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人有3~6個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度,其中腕部通常有1~3個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度;驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括動(dòng)力裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu),用以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作;控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令信號(hào),并進(jìn)行控制。 工業(yè)機(jī)器人按臂部的運(yùn)動(dòng)形式分為四種。直角坐標(biāo)型的臂部可沿三個(gè)直角坐標(biāo)移動(dòng);圓柱坐標(biāo)型的臂部可作升降、回轉(zhuǎn)和伸縮動(dòng)作;球坐標(biāo)型的臂部能回轉(zhuǎn)、俯仰和伸縮;關(guān)節(jié)型的臂部有多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)。 工業(yè)機(jī)器人按執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的控制機(jī)能,又可分點(diǎn)位型和連續(xù)軌跡型。點(diǎn)位型只控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)由一點(diǎn)到另一點(diǎn)的準(zhǔn)確定位,適用于機(jī)床上下料、點(diǎn)焊和一般搬運(yùn)、裝卸等作業(yè);連續(xù)軌跡型可控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)按給定軌跡運(yùn)動(dòng),適用于連續(xù)焊接和涂裝等作業(yè)。 |
工業(yè)機(jī)器人種類介紹
Introduction of types of industrial robots
多關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人:四軸、五軸或六軸,擁有四個(gè)到六個(gè)旋轉(zhuǎn)軸(伺服電機(jī)),類似于人類的手臂,適合于幾乎任何軌跡或角度的工作。
選擇順序性裝配機(jī)器手臂(Selective Compliance Assembly Robot Arm, SCARA機(jī)器人)是一種圓柱坐標(biāo)型的特殊類型的工業(yè)機(jī)器人。有3個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié),其軸線相互平行,在平面內(nèi)進(jìn)行定位和定向。另一個(gè)關(guān)節(jié)是移動(dòng)關(guān)節(jié),用于完成末端件在垂直平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。
Delta機(jī)器人如圖。可以定義為動(dòng)平臺(tái)和定平臺(tái)通過(guò)至少兩個(gè)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)鏈相連接,具有兩個(gè)或兩個(gè)以上自由度,且以并聯(lián)方式驅(qū)動(dòng)的一種閉環(huán)機(jī)構(gòu)。在高剛度、高精度或者大負(fù)載而工作空間有限的領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。
直角坐標(biāo)機(jī)器人如圖。在工業(yè)應(yīng)用中,能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、多功能、多自由度、運(yùn)動(dòng)自由度成空間直角關(guān)系、多用途的操作機(jī)。它能夠搬運(yùn)物體、操作工具、完成各種作業(yè)。
移動(dòng)機(jī)器人(Automated Guided Vehicle,AGV)如圖所示。是工業(yè)機(jī)器人的一種類型,它由計(jì)算機(jī)控制,具有移動(dòng)、自動(dòng)導(dǎo)航、多傳感器控制、網(wǎng)絡(luò)交互等功能,它可廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、紡織、卷煙、醫(yī)療、食品、造紙等行業(yè)的柔性搬運(yùn)、傳輸?shù)裙δ?,也用于自?dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)、柔性加工系統(tǒng)、柔性裝配系統(tǒng)(以AGV作為活動(dòng)裝配平臺(tái));同時(shí)可在車站、機(jī)場(chǎng)、郵局的物品分撿中作為運(yùn)輸工具。