工業(yè)機器人如何定義，它的特點是什么

（文章來源：金石興機器人學院）

當前，新的產(chǎn)業(yè)變革和科技革命與我國要加快變革經(jīng)濟發(fā)展形勢交匯在一起，國際上的產(chǎn)業(yè)分工格局正在重新形成。在工業(yè)4.0和中國制造2025的大環(huán)境大趨勢下，建設智能工廠，實現(xiàn)智能生產(chǎn)顯得尤為重要。而工業(yè)機器人就是實現(xiàn)中國制造2025，實現(xiàn)工業(yè)自動化和智能生產(chǎn)必不可少的工具。工業(yè)機器人目前在大多發(fā)達國家和部分發(fā)展中國家都已經(jīng)得到了廣泛的應用，應用范圍不僅僅在傳統(tǒng)的制造領域，在非制造領域，如服務業(yè)，醫(yī)療行業(yè)，甚至太空作業(yè)等都已隨處可見工業(yè)機器人的身影。

機器人工作環(huán)境的復雜多樣，使仿真和離線編程的發(fā)展和應用變得越來越廣泛。在計算機中進行仿真和離線編程的應用，使工業(yè)機器人的控制操作變得更加便攜，高效，簡單和安全。

工業(yè)機器人的定義是面向工業(yè)領域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度的機器人。工業(yè)機器人是自動執(zhí)行工作的機器裝置，能夠依靠自身動力和通過邏輯編程的控制能力來實現(xiàn)所需的不同功能的一種機器。它能夠按照人類的指揮進行動作，也可以按照預先編寫好并輸入至機器人中的程序運行，現(xiàn)代的工業(yè)機器人還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領行動。

工業(yè)機器人是由三個基本部分組成的，即控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)和主體。控制系統(tǒng)是由機器人主板處理器進行控制，按照編寫輸入的程序?qū)︱?qū)動系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令信號，來控制機器人的動作，一般也認為控制系統(tǒng)也包括人機交互系統(tǒng);由控制系統(tǒng)發(fā)出的信號是由驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動機器人本體來完成相應的動作的，驅(qū)動系統(tǒng)是由動力裝置和傳動機構(gòu)所組成的;工業(yè)機器人的主體即包括機器人的機座和執(zhí)行機構(gòu)在內(nèi)的所有機器人實體部分。

一般的工業(yè)機器人都具有臂部、腕部和手部等部位，有的機器人還有行走機構(gòu)。大多數(shù)工業(yè)機器人有3～6個運動自由度，常見的為5自由度工業(yè)機器人和6自由度工業(yè)機器人，其分別具有5個運動軸和6個運動軸。現(xiàn)代的工業(yè)機器人向著智能化方向發(fā)展又附加了感知系統(tǒng)和機器人與環(huán)境的交互系統(tǒng)，集成了大量的傳感器和處理單元。

工業(yè)機器人可以隨其在具體的工作環(huán)境和條件的改變編寫不同的程序，以程序去驅(qū)動機器人完成不同的動作來滿足不同條件下的各種需求，達成不同的任務目標。所以工業(yè)機器人可以適應各種不同的環(huán)境，并對不同的環(huán)境和條件做出最適合該環(huán)境下的調(diào)整來滿足需要，尤其是在有毒有害等惡劣環(huán)境下。在批量較大，品種較多的情況下有很高的工作效率，是柔性制造系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。

工業(yè)機器人與人體結(jié)構(gòu)在很多方面有著較為相似的地方，即工業(yè)機器人有著較高的擬人化特點。工業(yè)機器人有與人相似的腕部，手爪，手臂，關(guān)節(jié)等機械結(jié)構(gòu)，可以完成與人類動作很相似甚至人類不能完成的動作。此外，智能化的工業(yè)機器人還具有許多類似人類的可以達到人類某些能力的“生物傳感器”和功能等，如皮膚型接觸傳感器、負載傳感器、灰度傳感器、力傳感器、語言功能、視覺傳感器等。當工業(yè)機器人所擁有的傳感器的種類越多，其控制系統(tǒng)所需處理的數(shù)據(jù)就越多，當然也就會對周圍環(huán)境的自適應能力就越強，所能實現(xiàn)的功能就越多。

除了專用場合而進行專門設計的機器人外，一般的工業(yè)機器人在執(zhí)行不同的作業(yè)任務時具有較好的通用性，同樣的機器人可以完成各種不同的任務。對于同一型號或者系列的機器人，通過更改控制程序或者主板控制系統(tǒng)，改變機器人的安裝方式，更換末端執(zhí)行器(EOAT)便可讓機器人執(zhí)行各種各樣的作業(yè)任務。比如相同的機器人可以用來抓取，搬運，噴漆，焊接等性質(zhì)不同的操作。

工業(yè)機器技術(shù)所涉及的相關(guān)學科內(nèi)容相當?shù)膹V泛，總結(jié)起來就是機械學科和微電子學科的結(jié)合，也就是機電一體化技術(shù)。工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)需要計算機微電子技術(shù)的支持，而且現(xiàn)在的智能機器人越來越多的涉及到微電子學電子計算機的應用，例如具有各種傳感器的機器人可以感知外部環(huán)境的情況，而且還可以針對環(huán)境進行相應的處理工作，比如圖像識別，語言理解和記憶能力。工業(yè)機器人的高集成性，使得機器人所涉及的領域越來越廣泛，發(fā)揮的作用也越來越大，因此，工業(yè)機器人的發(fā)展水平可以帶動一個國家工業(yè)技術(shù)和科學技術(shù)的發(fā)展水平。
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