机器人的设计方案

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1、机器人机器人是众所周知的一种高新技术产品，然而，“机器人”一词最早并不是一个技术名词，而且至今尚未形成统一的、严格而准确的定义。“机器人”最早出现在上个世纪20年代初期捷克的一个科幻内容的话剧中，剧中虚构了一种称为Robota（捷克文，意为苦力、劳役）的人形机器，可以听从主人的命令任劳任怨地从事各种劳动。实际上，真正能够代替人类进行生产劳动的机器人，是在20世纪60年代才问世的。伴随着机械工程、电气工程、控制技术以及信息技术等相关科技的不断发展，到20世纪80年代，机器人开始在汽车制造业、电机制造业等工业生

2、产中大量采用。现在，机器人不仅在工业，而且在农业、商业、医疗、旅游、空间、海洋以及国防等诸多领域获得越来越广泛的应用。一、机器人的发展史机器人的历史并不算长，1959年美国英格伯格和德沃尔(Devol)制造出世界上第一台工业机器人，机器人的历史才真正开始。由英格伯格负责设计机器人的“手”、“脚”、“身体”，即机器人的机械部分和完成操作部分；由德沃尔设计机器人的“头脑”、“神经系统”、“肌肉系统”，即机器人的控制装置和驱动装置。它成为世界上第一台真正的实用工业机器人。这种机器人外形有点像坦克炮塔，基座上有一个

3、大机械臂，大臂可绕轴在基座上转动，大臂上又伸出一个小机械臂，它相对大臂可以伸出或缩回。小臂顶有一个腕子，可绕小臂转动，进行俯仰和侧摇。腕子前头是手，即操作器。这个机器人的功能和人手臂功能相似。此后英格伯格和德沃尔成立了“Unimation”公司，兴办了世界上第一家机器人制造工厂。第一批工业机器人被称为“尤尼梅特(UNIMATE)”，意思是“万能自动”。他们因此被称为机器人之父。1962年美国机械与铸造公司也制造出工业机器人，称为“沃尔萨特兰(VERSTRAN)”，意思是“万能搬动”。”尤尼梅特”和“沃尔萨特

4、兰”就成为世界上最早的、至今仍在使用的工业机器人。二、机器人的分类机器人根据其应用方式的不同可分为以下几类：家务型机器人：能帮助人们打理生活，做简单的家务活。操作型机器人：能自动控制，可重复编程　，多功能，有几个自由度，可固定或运动，用于相关自动化系统中。程控型机器人：按照预先要求的顺序及条件，依次控制机器人的机械动作。如机器人闹钟。示教再现型机器人：通过引导或其它方式，先教会机器人动作，输入工作程序，机器人则自动重复进行作业。数控型机器人：不必使机器人动作，通过数值、语言等对机器人进行示教，机器人根据示教

5、后的信息进行作业。感觉控制型机器人：利用传感器获取的信息控制机器人的动作。适应控制型机器人：能适应环境的变化，控制其自身的行动。学习控制型机器人：能“体会”工作的经验，具有一定的学习功能，并将所“学”的经验用于工作中。智能机器人：以人工智能决定其行动的机器人。三、机器人的主要部件虽然机器人的机械、电气和计算的结构千差万别，但大多数有四个共同的主要部件：（1）机械手（机械单元）；（2）一个或一个以上的传感器；（3）控制器（大脑）；（4）动力源。（一）机械手它是机器人的工作装置，以关节连在一起的许多连杆集合体，

6、形成开环的运动学链系，包括齿轮、联轴器等。它在各个方向都能运动，而这些运动认为是机器人在“做工”。按关节—连杆结构所构成的机械手，一般有三个主要结构部件，即臂、腕和手。除大多数机械手还含有使各种机械部件产生运动的装置，这些装置称为驱动部件，可以是气动的、液压的或电动的。它们总是直接或间接地与臂的不同机械连杆或关节（轴）连结在一起。在间接连结的情况下，可以使用齿轮、皮带、链条、谐波驱动装置或丝杠来传动。传感器传感器将有关机械手的信息传递给机器人的控制器。信息传递可连续进行，或在预定动作终了时进行。近代机器人所

7、用的传感器可分为视觉和非视觉两大类。视觉类包括光导摄像管、电荷耦合器件或电荷注入器件、TV摄像机。非视觉类包括限位开关、位置传感器、速度传感器以及力和触觉传感器。它们用于跟踪、目标识别或目标捕获。（三）控制器机器人的控制器一般执行三个功能：1、使机械手各部件按规定程序在规定的点开始和结束动作；2、将位置和程序的信息存储在存储器中；3、是机器人通过装在工作区域的传感器了解“外部”环境并相互联系。机器人控制器一般有以下几种：简单步骤顺序控制器；启动逻辑系统；电子程序控制器；微型计算机；小型计算机。（四）功率变换

8、单元它为机械手的驱动部件供给必需的能量，对于伺服电机驱动系统是功率放大器，对于气动或液压设备，可以是装在远处的压缩机。机器人的应用（一）焊接焊接作业是机器人的主要用途之一。现代机器人主要应用于两类性质的焊接作业，即点焊和弧焊。对于点焊作业，一般情况下机器人所夹持的的焊接工具都大而重，通常还要求机械手具有大的活动范围。对于弧焊，它经常用于焊接形状不规则的或较宽的焊缝。该机器人焊机的主要优点是发弧时间能够严格控制。（