《机器人的组成结构》
机器人技术是现代科技领域的重要组成部分，尤其在自动化生产和智能制造中扮演着关键角色。机器人由多个子系统构成，包括机械部分、传感部分和控制部分，共同协作实现复杂的功能。
2.1 机器人系统的组成
1. **驱动系统**：驱动系统是机器人的动力源泉，为各个关节提供运动能力。通过传动装置，驱动系统能够控制机器人的各个自由度，使其完成预定的动作。
2. **感受系统**：感受系统由内部和外部传感器模块组成，负责收集机器人内部状态和周围环境的信息。智能传感器的使用极大地提升了机器人的感知能力，使机器人具有更高的机动性、适应性和智能化水平。
3. **机器人-环境交互系统**：此系统使得机器人能够与外部设备互动，如形成加工、焊接或装配等集成工作单元，实现与环境的协同作业。
4. **人-机交互系统**：人-机交互系统包括指令给定和信息显示装置，使操作者能够控制机器人并获取其运行状态的反馈。
5. **控制系统**：控制系统是机器人的大脑，依据作业指令和传感器反馈，控制执行机构执行任务。控制系统分为开环和闭环，以及程序控制、适应性控制和人工智能控制等多种类型，根据控制运动形式可分为点位控制和连续轨迹控制。
2.2 工业机器人的机械结构
工业机器人的机械结构通常包括手部、腕部、臂部和机身（有时包含行走机构）。机械手的动作由旋转、回转和伸缩三种基本动作组合而成。
2.2.1 机械手的动作形态
1. **旋转**：轴线与转动轴同轴的转动。
2. **回转**：轴线与转动轴不同轴的转动。
3. **伸缩**：直线运动。
2.2.2 机械手的坐标形式和自由度
机械手的坐标形式主要有直角坐标型、圆柱坐标型、极坐标型和多关节型：
1. **直角坐标型**：在三个互相垂直的轴线上做直线运动，计算和控制简单，但占用空间大，适用于特定应用。
2. **圆柱坐标型**：一个旋转和两个直线运动，适用于油压或气压驱动，适合环绕操作对象的情况。
3. **极坐标型**：旋转、回转和直线伸缩，类似圆柱坐标型，但更灵活。
4. **多关节型**：模拟人臂结构，由多个旋转关节组成，灵活性高，适用于复杂操作，广泛应用于智能机器人。
2.2.3 机器人机构运动简图
以PUMA-262机器人为例，其机构包括立柱（腰关节）、大臂和小臂（肩关节和肘关节），手腕有三个垂直的旋转轴。这些关节的运动参数决定了手腕的工作空间，也就是机器人可以到达的全部空间区域。
总结来说，机器人的组成结构涉及了多个子系统，通过精密的设计和协调，实现了机器人在不同领域的广泛应用。从驱动到感知，再到控制，每一部分都至关重要，共同构建了一个高效、灵活的机器人系统。了解这些基础知识对于理解机器人的工作原理和设计思路至关重要，有助于推动机器人技术的进一步发展和创新。
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