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信息技术-打印版

机器人系统组成

学习目标

1.理解机器人系统组成。

2.掌握机器人硬件组成及功能。

3.了解机器人的简单工作原理。

问题提出

机器人系统是怎样组成的?机器人又是如何工作的?

知识学习

机器人系统由软件和硬件两大部分组成。机器人的软件是由机器人的系统软件和人们

编写的机器人程序两部分组成。机器人的硬件就是机器人本身:它包括控制器、传感器、动

力源、外部通讯、运动及行走机构等几大部分。

图1-3-1

一、机器人的大脑控制器系统

机器人的控制器是以计算机为核心的控制系统,它

的作用就相当于人的大脑。当机器人程序运行后由控制器

负责处理传感器接收的信息,按照用户程序设计的指令指

挥机器人各部分协调工作。

如图1-3-2所示是一种机器人的控制器。这是一款触摸屏式

图1-3-2

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的控制器,在它上面配有多种接口,如:通过模拟或数字接口可以插入各种传感器的插头;

通过电机输出接口可以连接大功率驱动卡,带动电机进行运动;等等。

二、机器人的感觉器官——传感器

人们为了让机器人感知到环境情况,给机器人安装了各种传感器,这些传

感器就相当于人类的感觉器官。例如:红外测障和亮度传感器功能相当于人眼睛

的功能,碰撞传感器功能相当于人的触觉器官,数字指南针传感器使机器人感知

了方向等。机器人要感知周围环境情况时可以读取某一传感器的数值,根据数值

的大小进行判断环境的具体状况,机器人有了传感器就能顺利地完成复杂的工

作。随着传感器技术的飞速发现,未来机器人的功能越来越强大,将在更多领域

为人类做出更大贡献。在日常生活中还常见有其他设备上的传感器,例如重要场

所都安装有红外移动、门磁、红外对射传感器等防盗传感器。

(图1-3-3至图1-3-5)

图1-3-3

图1-3-4图1-3-5

亮度传感器

亮度传感器

红外测障发射红外测障接收传感器红外测障发射

图1-3-6

从动轮

齿轮变速器

电动机

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图1-3-7

数字指南针传感器

红外测距传感器

电子复眼传感器

图1-3-8

三、机器人的能源系统——电源系统

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能源系统是给机器人各部分的正常工作提供能源的部件,通常在机器人中用得最多的能

源系统就是电源系统。教学用机器人通常采用可充电池和不可充两类电池为机器人提供电

能。可充电池主要有:锂电池单体电压为3.6至4.2伏特(图1-3-9),镍锌电池单节电压为

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