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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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