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机器人的构成及优缺点

机器人的构成及优缺点 缔造者机器人社团
2020-12-01
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机器人的构成及优缺点








机器人作为一个系统,它由如下部件构成



   1.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,使机器人达到空间的某一位置。如果没有其它部件,仅机械手本身并不是机器人(相当于人的身体或手臂)。
   2.末端执行器,连接在机械手最后一个关节上的部件,它一般用来抓取物体,与其他机构连接并执行需要的任务。机器人制造上一般不设计或出售末端执行器,多数情况下,他们只提供一个简单的抓持器。(相当于人的手)末端执行器安装在机器人上以完成给定环境中的任务,如焊接,喷漆,涂胶以及零件装卸等就是少数几个可能需要机器人来完成的任务。通常,末端执行器的动作由机器人控制器直接控制,或将机器人控制器的信号传至末端执行器自身的控制装置(如PLC)。



   3.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殊场合的新型驱动器,驱动器受控制器的控制。

   4.传感器,传感器用来收集机器人内部状态的信息或用来与外部环境进行通信。机器人控制器需要知道每个连杆的位置才能知道机器人的总体构型。人即使在完全黑暗中也会知道胳膊和腿在哪里,这是因为肌腱内的中枢神经系统中的神经传感器将信息反馈给了人的大脑。大脑利用这些信息来测定肌肉伸缩程度进而确定胳膊和腿的状态。



   5.集成,对于机器人,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控制器,于是控制器就能决定机器人的构型。机器人常配有许多外部传感器,例如视觉系统,触觉传感器,语言合成器等,以使机器人能与外界进行通信。
   6.控制器,机器人控制器从计算机获取数据,控制驱动器的动作,并与传感器反馈信息一起协调机器人的运动。

   7.处理器,处理器是机器人的大脑,用来计算机器人关节的运动,确定每个关节应移动多少和多远才能达到预定的速度和位置。

机器人使用的优点



  

    1.机器人和自动化技术在多数情况下可以提高生产率,安全性,工作效率,产品质量和产品的统一性。
    2.机器人可以在危险的环境下工作,而无需考虑生命保障或安全的需要。
    3.机器人无需舒适的环境,例如考虑照明,空调,通风以及噪音隔离等。
    4.机器人能不知疲倦,不厌其烦地持续工作,他们不会有心理问题,做事不拖沓。



    5.机器人除了发生故障或磨损外,将始终如一地保持精确度。
    6.机器人相比人类,有较高的精确度。直线位移精度可达千分之几英寸(1英寸= 2.54cm),新型的半导体晶片处理机器人具有微英寸级的精度。
    7.机器人和其附属设备及传感器具有某些人类所不具备的能力。
    8.机器人可以同时响应多个激励或处理多项任务,而人类只能响应一个现行激励。

机器人使用的负面影响

    



   1.机器人缺乏应急能能力,除非该紧急情况能够预知并已在系统中设置了应对方案,否则不能很好地处理紧急情况。同时,还需要有安全措施来确保机器人不会伤害操作人员以及与他一起工作的机器(设备)。这些情况包括:不恰当或错误的反应、缺乏决策的能力、断电、机器人或其它设备的损伤、人员伤害。

   2.机器人尽管在一定情况下非常出众,但其能力在以下方面仍具有局限性(与人相比),表现在:自由度、灵巧度、传感器能力视觉系统、实时响应。



   3.假如要机器人从箱柜里取出一个零件,它的第一个关节角度必须达到某个角度,如果第一关节尚未达到这一角度,控制器就会发出一个信号到驱动器(输送电流到电动机),使驱动器运动,然后通过关节上的反馈传感器(电位器或编码器等)测量关节角度的变化,当关节达到预定角度时,停止发送控制信号。

   4.对于更复杂的机器人,机器人的运动速度和力也由控制器控制。机器人控制器与人的小脑十分相似,虽然小脑的功能没有人的大脑功能强大,但它却控制着人的运动。   

END


编辑 | 陈露

图文 | 陈露

 审核 | 马晓彬


【声明】内容源于网络
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