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一般工业机器人有哪些主要部件构成？

随着我国制造业转型步伐的加快，机器人的使用越来越频繁，作为工厂里的

技术工程师必需了解机器人的相关技术，那么通用机器人由什么部件组成呢？

 机器人作为一个系统，它由如下部件构成：

 机械手或移动车：这是机器人的主体部分，由连杆，活动关节以及其它结构部

件构成，使机器人达到空间的某一位置。如果没有其它部件，仅机械手本身并不是机

器人。

 末端执行器：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。机器人制造上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。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）。

 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，气缸

及液压缸等，也还有一些用于某些特殊场合的新型驱动器，它们将在第6章进行讨

论。驱动器受控制器的控制。

 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。

机器人控制器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哪里，这是因为肌腱内的中枢神经系统中的神经传感器将信

息反馈给了人的大脑。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。对于机器人，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

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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。

 控制器：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，它的第一个关

节角度必须为35deg;，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），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。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。

 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预定的速度和位置，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（专用）。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。

 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，它根据机器人运动方程计算每一个关节的动作，然后将这些信

息传送到控制器，这种软件有多种级别，从机器语言到现代机器人使用的高级语言不

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。

 机器人在其工作区域内可以达到的最大距离。器人可按任意的姿态达到其工作

区域内的许多点(这些点称为灵巧点)。然而，对于其他一些接近于机器人运动范围的极

限线，则不能任意指定其姿态(这些点称为非灵巧点)。说明：运动范围是机器人关节长

度和其构型的函数。

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 精度：精度是指机器人到达指定点的精确程度说明：它与驱动器的分辨率以及

反馈装置有关。大多数工业机器人具有0.001英寸或更高的精度。

 重复精度：重复精度是指如果动作重复多次，机器人到达同样位置的精确程

度。举例：假设驱动机器人到达同一点100次，由于许多因素会影响机器人的位置精

度，机器人不可能每次都能准确地到达同一点，但应在以该点为圆心的一个圆区范围

内。该圆的半径是由一系列重复动作形成的，这个半径