機械系統(tǒng)

　　工業(yè)機器人的機械系統(tǒng)包括機身、臂部、手腕、末端操作器和行走機構(gòu)等部分，每一部分都有若干自由度，從而構(gòu)成一個多自由度的機械系統(tǒng)。此外，有的機器人還具備行走機構(gòu)。若機器人具備行走機構(gòu)，則構(gòu)成行走機器人;若機器人不具備行走及腰轉(zhuǎn)機構(gòu)，則構(gòu)成單機器人臂。末端操作器是直接裝在手腕上的一個重要部件，它可以是兩手指或多手指的手爪，也可以是噴漆槍、焊槍等作業(yè)工具。工業(yè)機器人機械系統(tǒng)的作用相當(dāng)于人的身體(如骨髓、手、臂和腿等)。

　　驅(qū)動系統(tǒng)

　　驅(qū)動系統(tǒng)主要是指驅(qū)動機械系統(tǒng)動作的驅(qū)動裝置。根據(jù)驅(qū)動源的不同，驅(qū)動系統(tǒng)可分為電氣、液壓和氣壓三種以及把它們結(jié)合起來應(yīng)用的綜合系統(tǒng)。該部分的作用相當(dāng)于人的肌肉。

　　電氣驅(qū)動系統(tǒng)在工業(yè)機器人中應(yīng)用得較普遍，可分為步進電動機、直流伺服電動機和交流伺服電動機三種驅(qū)動形式。早期多采用步進電動機驅(qū)動，后來發(fā)展了直流伺服電動機，交流伺服電動機驅(qū)動也逐漸得到應(yīng)用。上述驅(qū)動單元有的用于直接驅(qū)動機構(gòu)運動：有的通過諧波減速器減速后驅(qū)動機構(gòu)運動，其結(jié)構(gòu)簡單緊湊。

　　液壓驅(qū)動系統(tǒng)運動平穩(wěn)，且負載能力大，對于重載搬運和零件加工的機器人，采用液壓驅(qū)動比較合理。但液壓驅(qū)動存在管道復(fù)雜、清潔困難等缺點，因此限制了它在裝配作業(yè)中的應(yīng)用。

　　無論電氣還是液壓驅(qū)動的機器人，其手爪的開合都采用氣動形式。氣壓驅(qū)動機器人結(jié)構(gòu)簡單、動作迅速、價格低廉，但由于空氣具有可壓縮性，其工作速度的穩(wěn)定性較差。但是，空氣的可壓縮性可使手爪在抓取或卡緊物體時的順應(yīng)性提高，防止受力過大而造成被抓物體或手爪本身的破壞。氣壓系統(tǒng)的壓力一般為0.7 MPa，因而抓取力小，只有幾十牛到幾百牛大小。

　　控制系統(tǒng)

　　控制系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)機器人的作業(yè)指令程序及從傳感器反饋回來的信號控制機器人的執(zhí)行機構(gòu)，使其完成規(guī)定的運動和功能。

　　如果機器人不具備信息反饋特征，則該控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng);如果機器人具備信息反饋特征，則該控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。該部分主要由計算機硬件和控制軟件組成。軟件主要由人與機器人進行聯(lián)系的人機交互系統(tǒng)和控制算法等組成。該部分的作用相當(dāng)于人的大腦。

　　感知系統(tǒng)

　　感知系統(tǒng)由內(nèi)部傳感器和外部傳感器組成，其作用是獲取機器人內(nèi)部和外部環(huán)境信息，并把這些信息反饋給控制系統(tǒng)。內(nèi)部狀態(tài)傳感器用于檢測各關(guān)節(jié)的位置、速度等變量，為閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)提供反饋信息。外部狀態(tài)傳感器用于檢測機器人與周圍環(huán)境之間的一些狀態(tài)變量，如距離、接近程度和接觸情況等，用于引導(dǎo)機器人，便于其識別物體并做出相應(yīng)處理。外部傳感器可使機器人以靈活的方式對它所處的環(huán)境做出反應(yīng)，賦予機器人一定的智能。該部分的作用相當(dāng)于人的五官。

　　機器人是一種自動化的機器，這種機器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動化機器。