机器人的基本组成部分有哪些

机器人目前是典型的机电一体化产品，一般由机械本体、控制系统、传感器、驱动器和输入/输出系统接口等五部分组成。为对本体进行精确控制，传感器应提供机器人本体或其所处环境的信息，控制系统依据控制程序产生指令信号，通过控制各关节运动坐标的驱动器，使各臂杆端点按照要求的轨迹、速度和加速度，以一定的姿态达到空间指定的位置。驱动器将控制系统输出的信号变换成大功率的信号，以驱动执行器工作。
1.机械本体
机械本体，是机器人赖以完成作业任务的执行机构，一般是一台机械手，也称操作器、或操作手，可以在确定的环境中执行控制系统指定的操作。典型工业机器人的机械本体一般由手部(末端执行器)、腕部、臂部、腰部和基座构成。机械手多采用关节式机械结构，一般具有6个自由度，其中3个用来确定末端执行器的位置，另外3个则用来确定末端执行装置的方向(姿势)。机械臂上的末端执行装置可以根据操作需要换成焊枪、吸盘、扳手等作业工具。

2.控制系统
控制系统是机器人的指挥中枢，相当于人的大脑功能，负责对作业指令信息、内外环境信息进行处理，并依据预定的本体模型、环境模型和控制程序做出决策，产生相应的控制信号，通过驱动器驱动执行机构的各个关节按所需的顺序、沿确定的位置或轨迹运动，完成特定的作业。从控制系统的构成看，有开环控制系统和闭环控制系统之分;从控制方式看有程序控制系统、适应性控制系统和智能控制系统之分。

3.驱动器
驱动器是机器人的动力系统，相当于人的心血管系统，一般由驱动装置和传动机构两部分组成。因驱动方式的不同，驱动装置可以分成电动、液动和气动三种类型。驱动装置中的电动机、液压缸、气缸可以与操作机直接相连，也可以通过传动机构与执行机构相连。传动机构通常有齿轮传动、链传动、谐波齿轮传动、螺旋传动、带传动等几种类型。
4.传感器
传感器是机器人的感测系统，相当于人的感觉器官，是机器人系统的重要组成部分，包括内部传感器和外部传感器两大类。内部传感器主要用来检测机器人本身的状态，为机器人的运动控制提供必要的本体状态信息，如位置传感器、速度传感器等。外部传感器则用来感知机器人所处的工作环境或工作状况信息，又可分成环境传感器和末端执行器传感器两种类型.
前者用于识别物体和检测物体与机器人的距离等信息，后者安装在末端执行器上，检测处理精巧作业的感觉信息。常见的外部传感器有力觉传感器、触觉传感器、接近觉传感器、视觉传感器等。

5. 输入/输出系统接口：为了与周边系统及相应操作进行联系与应答，还应有各种通讯接口和人机通信装置。

机器人目前是典型的机电一体化产品，一般由机械本体、控制系统、传感器、驱动器和输入/输出系统接口等五部分组成。为对本体进行精确控制，传感器应提供机器人本体或其所处环境的信息，控制系统依据控制程序产生指令信号，通过控制各关节运动坐标的驱动器，使各臂杆端点按照要求的轨迹、速度和加速度，以一定的姿态达到空间指定的位置。驱动器将控制系统输出的信号变换成大功率的信号，以驱动执行器工作。

机械本体；驱动伺服单元；计算机控制系统；传感系统；输入/输出系统接口

机器人是一种集成了多种技术和部件的复杂系统，其基本组成部分通常包括以下几个主要方面：

1、机械结构：

• 框架或机身：为机器人提供支撑和稳定性。

• 关节和连杆：构成机器人的活动部分，允许其在空间中进行移动。

• 执行器：通常为电机（伺服电机、步进电机等），用于驱动关节运动。

2、驱动系统：

• 电动驱动：使用电机作为动力源。

• 液压驱动：使用液体压力来产生运动。

• 气压驱动：使用压缩空气来驱动机械部件。

3、控制系统：

• 控制器：如可编程逻辑控制器（PLC）或微控制器，用于处理输入信号并控制输出。

• 传感器：用于检测位置、速度、力、温度等参数，为控制系统提供反馈。

• 计算机：用于更复杂任务的编程和处理。

4、传感器系统：

• 视觉传感器：如摄像头，用于图像识别和导航。

• 触觉传感器：用于检测物体的接触和压力。

• 接近传感器：用于检测物体是否接近。

• 力传感器：用于测量力和扭矩。

5、电源系统：

• 电池：为移动机器人提供电力。

• 电源适配器：为固定位置的机器人提供稳定的电源。

6、软件：

• 操作系统：管理机器人的硬件和软件资源。

• 编程接口：允许用户编写和调试机器人的行为。

• 应用程序：特定的软件程序，用于执行特定的任务。

7、用户界面：

• 显示屏：用于显示信息和操作界面。

• 操作装置：如按钮、操纵杆或触摸屏，用于手动控制机器人。

这些组件根据机器人的类型、用途和复杂程度可以有所不同。例如，一个简单的工业机器人可能只需要基础的机械结构、驱动系统和控制系统，而一个复杂的移动机器人或服务机器人则可能包含上述所有组成部分。

主体
主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。工业机器人有6个自由度甚至更多其中腕部通常有1～3个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。
驱动系统
工业机器人的驱动系统，按动力源分为液压，气动和电动三大类。根据需要也可由这三种基本类型组合成复合式的驱动系统。这三类基本驱动系统的各有自己的特点。目前主流的是电动驱动系统。
由于低惯量，大转矩交、直流伺服电机及其配套的伺服驱动器(交流变频器、直流脉冲宽度调制器)的广泛采用，。这类系统不需能量转换，使用方便，控制灵活。大多数电机后面需安装精密的传动机构：减速器。
其利用齿轮的速度转换器，将电机的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的装置，从而降低转速，增加转矩,当负载较大时，一味提高伺服电机的功率是很不划算的，可以在适宜的速度范围内通过减速器来提高输出扭矩。
此外，伺服电机在低频运转下容易发热和出现低频振动，长时间和反复性的工作不利于确保其精确性、可靠地运行。精密减速电机的存在使伺服电机在一个合适的速度下运转，提高机械体刚性的同时输出更大的力矩。现在主流的减速器有两种：谐波减速器和RV减速器。

控制系统
机器人控制系统是机器人的大脑，是决定机器人功能和性能的主要因素。工业机器人技术工业机器人控制技术的主要任务就是控制工业机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹、操作顺序及动作的时间等。具有编程简单、软件菜单操作、友好的人机交互界面、在线操作提示和使用方便等特点。
控制器系统是机器人的核心，国外有关公司对我国实行严密封锁。近年来随着微电子技术的发展，微处理器的性能越来越高，而价格则越来越便宜，目前市场上已经出现了1-2美金的32位微处理器。
高性价比的微处理器为机器人控制器带来了新的发展机遇，使开发低成本、高性能的机器人控制器成为可能。为了保证系统具有足够的计算与存储能力，目前机器人控制器多采用计算能力较强的。ARM系列、DSP系列、POWERPC系列、Intel系列等芯片组成。
此外，由于已有的通用芯片功能及性能上不能完全满足有些机器人系统在价格、性能、集成度和接口等方面的要求，这就产生了机器人系统对SoC（Systemon Chip）技术的需求，将特定的处理器与所需要的接口集成在一起，可简化系统外围电路的设计，缩小系统尺寸，并降低成本。
例如，Actel公司将NEOS或ARM7的处理器内核集成在其FPGA产品上，形成了一个完整的SoC系统。在机器人运动控制器方面，其研究主要集中在美国和日本，并有成熟的产品，如美国DELTATAU公司、日本朋立株式会社等。其运动控制器以DSP技术为核心，采用基于PC的开放式结构。