机器人的前史并不算长,1959年美国英格伯格和德沃尔制作出世界上榜首台工业机器人,机器人的前史才真实开端。德沃尔曾于1946年发明晰一种体系,能够“重演”所记载的机器的运动。1954年,德沃尔又取得可编程机械手专利,1959年,英格伯格和德沃尔联手制作出榜首台工业机器人。
机器人的分类
关于机器人怎么分类,国际上没有拟定共同的规范,有的按负载分量分,有的按操控方法分,有的按自由度分,有的按结构分,有的按运用范畴分。一般的分类方法:
示教再现型机器人:经过引导或其它方法,先教会机器人动作,输入作业程序,机器人则主动重复进行作业。
数控型机器人:不用使机器人动作,经过数值、言语等对机器人进行示教,机器人依据示教后的信息进行作业。
感觉操控型机器人:运用传感器获取的信息操控机器人的动作。
习惯操控型机器人:机器人能习惯环境的改变,操控其本身的举动。
学**操控型机器人:机器人能“领会”作业的经历,具有必定的学**功用,并将所“学”的经历用于作业中。
智能机器人:以人工智能决议其举动的机器人。
我国的机器人专家从运用环境动身,将机器人分为两大类,即工业机器人和特种机器人。
所谓工业机器人便是面向工业范畴的多关节机械手或多自由度机器人。而特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制作业并服务于人类的各种先进机器人,
包含:服务机器人、水下机器人、文娱机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。在特种机器人中,有些分支开展很快,有独立成体系的趋势,如服务机器人、水下机器人、军用机器人、微操作机器人等。
现在,国际上的机器人学者,从运用环境动身将机器人也分为两类:制作环境下的工业机器人和非制作环境下的服务与仿人型机器人,这和我国的分类是共同的。
机器人的优缺点
机器人运用的长处:
机器人和主动化技能在大都状况下能够进步生产率,安全性,功率,产品质量和产品的一性;
机器人能够在风险的环境下作业,而无需考虑生命保证或安全的需求;
机器人无需舒适的环境,例如考虑照明,空调,通风以及噪音阻隔等。
机器人能不知疲倦,不知厌烦地继续作业,他们不会有心思问题,干事不磨蹭,不需求医疗保险或假日;
机器人除了发生毛病或磨损外,将始终如一地坚持准确度;
机器人具有比人高得多的准确度。直线位移精度可达千分之几英寸(1英寸= 2.54cm),新式的半导体晶片处理机器人具有微英寸级的精度;
机器人和其隶属设备及传感器具有某些人类所不具备的才干;
机器人能够一同呼应多个鼓励或处理多项使命,而人类只能呼应一个现行鼓励。
机器人运用的负面:
机器人代替了工人,由此带来经济和社会问题;
机器人缺少应急能才干,除非该紧急状况能够预知并已在体系中设置了应对计划,不然不能很好地处理紧急状况。一同,还需求有安全措施来保证机器人不会损害操作人员以及与他一同作业的机器(设备)。这些状况包含:不恰当或过错的反响、缺少决议计划的才干、断电、机器人或其它设备的损害、人员损害;
机器人尽管在必定状况下十分拔尖,但其才干在以下方面仍具有局限性(与人比较),表现在:自由度、灵活度、传感器才干视觉体系、实时呼应。
机器人的组成部件
机器人作为一个体系,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,使机器人抵达空间的某一方位。假如没有其它部件,仅机械手本身并不是机器人。(相当于人的身体或手臂);
结尾履行器,衔接在机械手最终一个关节上的部件,它一般用来抓取物体,与其他组织衔接并履行需求的使命。机器人制作上一般不规划或出售结尾履行器,大都状况下,他们只提供一个简略的抓持器。(相当于人的手)
结尾履行器安装在机器人上以完结给定环境中的使命,如焊接,喷漆,涂胶以及零件装卸等便是少量几个或许需求机器人来完结的使命。一般,结尾履行器的动作由机器人操控器直接操控,或将机器人操控器的信号传至结尾履行器本身的操控设备(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别场合的新式驱动器,它们将在第6章进行评论。驱动器受操控器的操控。
传感器,传感器用来搜集机器人内部状况的信息或用来与外部环境进行通讯。机器人操控器需求知道每个连杆的方位才干知道机器人的整体构型。人即便在彻底黑私自也会知道臂膀和腿在哪里,这是由于肌腱内的中枢神经体系中的神经传感器将信息反应给了人的大脑。大脑运用这些信息来测定肌肉弹性程度从而确认臂膀和腿的状况。关于机器人,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操控器,所以操控器就能决议机器人的构型。机器人常配有许多外部传感器,例如视觉体系,触觉传感器,言语合成器等,以使机器人能与外界进行通讯。
操控器,机器人操控器从核算机获取数据,操控驱动器的动作,并与传感器反应信息一同和谐机器人的运动。假如要机器人从箱柜里取出一个零件,它的榜首个关节视点有必要为35°,假如榜首关节没有抵达这一视点,操控器就会宣布一个信号到驱动器(运送电流到电动机),使驱动器运动,然后经过关节上的反应传感器(电位器或编码器等)丈量关节视点的改变,当关节抵达预订视点时,中止发送操控信号。关于更杂乱的机器人,机器人的运动速度和力也由操控器操控。机器人操控器与人的小脑十分相似,尽管小脑的功用没有人的大脑功用强大,但它却操控着人的运动。
处理器,处理器是机器人的大脑,用来核算机器人关节的运动,确认每个关节应移动多少和多远才干抵达预订的速度和方位,而且监督操控器与传感器和谐动作。处理器一般便是一台核算机(专用)。它也需求具有操作体系,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。榜首块是操作体系,用来操作核算机。第二块是机器人软件,它依据机器人运动方程核算每一个关节的动作,然后将这些信息传送到操控器,这种软件有多种等级,从机器言语到现代机器人运用的高档言语不等。第三块是例行程序调集和运用程序,它们是为了运用机器人外部设备而开发的(例如视觉通用程序),或许是为了履行特定使命而开发的。
在许多体系中,操控器和处理器放置在同一单元中。尽管这两部分放在同一设备盒内乃至集成在同一电路中,但他们有各自的功用。
以下几项用来界说机器人的功能指标:
负荷才干,负荷才干是机器人在满意其它功能要求的状况下,能够承当的负荷分量。例如,一台机器人的最大负荷才干或许远大于它的额定负荷才干,可是抵达最大负荷时,机器人的作业精度或许会下降,或许无法准确地沿着预订的轨道运动,或许发生额定的误差。机器人的负荷量与其本身的分量比较往往十分小。例如,Fanuc RoboTIcs LR Mate机器人本身重86磅,而其负荷量仅为6.6磅;M16机器人本身重594磅,而其负荷量仅为35磅。
运动规模,运动规模是机器人在其作业区域内能够抵达的最大间隔。器人可按恣意的姿势抵达其作业区域内的许多点(这些点称为灵活点)。但是,关于其他一些接近于机器人运动规模的极限线,则不能恣意指定其姿势(这些点称为非灵活点)。阐明:运动规模是机器人关节长度和其构型的函数。
精度:精度是指机器人抵达指定点的准确程度 阐明:它与驱动器的分辨率以及反应设备有关。大大都工业机器人具有0.001英寸或更高的精度。