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机器人体系结构有什么主要的体系结构

发布时间: 2021-03-14 19:56:27

A. 机器人由那几部分组成,各部分什么功能

机器人由三大部分六个子系统组成。三大部分是机械部分、传感部分和控制部分。六个子系统是驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人一环境交换系统、人机交换系统和控制系统。
驱动系统,要使机器人运作起来,各需各个关节即每个运动自由度安置传动装置。这就是驱动系统。驱动系统可以是液压传动、气压传动、电动传动、或者把它们结合起来应用综合系统,可以是直接驱动或者通过同步带、链条、轮系、谐波齿轮等机械传动机构进行间接传动。
机械结构传动,工业机器人的机械结构系统由机座、手臂、末端操作器三大部分组成,每一个大件都有若干个自由度的机械系统。若基座不具备行走机构,则构成行走机器人;若基座不具备行走及弯腰机构,则构成单机器人臂。手臂一般由上臂、下臂和手腕组成。末端操作器是直接装在手腕上的一个重要部件,它可以是二手指或多手指的手抓,也可以是喷漆枪、焊具等作业工具。
感受系统由内部传感器模块和外部传感器模块组成,用以获得内部和外部环境状态中有意义的信息。智能传感器的使用提高了机器人的机动性、适应性和智能化的水准。人类的感受系统对感知外部世界信息是极其灵巧的,然而,对于一些特殊的信息,传感器比人类的感受系统更有效。
机器人一环境交换系统是现代工业机器人雨外部环境中的设备互换联系和协调的系统。工业机器人与外部设备集成为一个功能单元,如加工单元、焊接单元、装配单元等。当然,也可以是多台机器人、多台机床或设备、多个零件存储装置等集成为一个去执行复杂任务的功能单元。
人工交换系统是操作人员与机器人控制并与机器人联系的装置,例如,计算机的标准终端,指令控制台,信息显示板,危险信号报警器等。该系统归纳起来分为两大类:指令给定装置和信息显示装置。
控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序以及传感器反馈回来的信号支配机器人的执行机构去完成规定的运动和功能。假如工业机器人不具备信息反馈特征,则为开环控制系统;若具备信息反馈特征,则为闭环控制系统。根据控制原理,控制系统可分为程序控制系统、适应性控制系统和人工智能控制系统。根据控制运行的形式,控制系统可分为点位控制和轨迹控制。

B. 机器人有哪些主要组成部分呢

机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥,又可以运行预先编排的程版序,权也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作,例如生产业、建筑业,或是危险的工作。
主要组成部分:
机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。

C. 机器人由那几部分组成,各部分什么功能

机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。

各个组成部分的作用:

一、执行机构

执行驱动装置发出的系统指令;

二、驱动装置

是驱使执行机构运动的机构,按照控制系统发出的指令信号,借助于动力元件使机器人进行动作。

三、检测装置

是实时检测机器人的运动及工作情况,根据需要反馈给控制系统,与设定信息进行比较后,对执行机构进行调整,以保证机器人的动作符合预定的要求。

四、控制系统

常用于负责系统的管理、通讯、运动学和动力学计算,并向下级微机发送指令信息;

拓展资料

能力评价

机器人能力的评价标准包括:智能,指感觉和感知,包括记忆、运算、比较、鉴别、判断、决策、学习和逻辑推理等;机能,指变通性、通用性或空间占有性等;物理能,指力、速度、可靠性、联用性和寿命等。因此,可以说机器人就是具有生物功能的实际空间运行工具,可以代替人类完成一些危险或难以进行的劳作、任务等。

按照用途主要可以分为:


工业机器人、农业机器人、家用机器人、医用机器人、服务型机器人、空间机器人、 水下机器人、军用机器人、 排险救灾机器人、 教育教学机器人、娱乐机器人等

按照功能可以分为:
操作机器人, 移动机器人, 信息 机器人, 人机机器人

按照装置可以分为:
电力驱动机器人,液压机器人,气动机器人

按照受控方式可以分为:
点位控制型机器人,连续控制型机器人

D. 仿生机器人的体系结构

机器人体系结构,就是指为完成指定目标的一个或几个机器人在信息处理和控制逻辑方面的结构方式。
基于功能来分解
基于功能分解的体系结构在人工智能上属于传统的慎思式智能,在结构上体现为串行分布,在执行方式上属于异步执行,即按照“感知一规划一行动”的模式进行信息处理和控制实现。以美国国家航天局和美国国家标准局所提出的NASR人MtI〕为典型代表。这种体系结构的优点是系统的功能明了.层次清晰,实现简单。但是申行的处理方式大大延长了系统对外部事件的响应时间,环境的改变导致必须重新规划,从而降低了执行效率。因此只适合在已知的结构化环境下完成比较复杂的工作。
基于行为来分解
基于行为分解的体系结构在人工智能上属于现代的反应式智能,在结构上体现为并行(包容)分布,在执行方式上属于同步执行,即按照“感知一行动”的模式并行进行信息处理和控制。以麻省理工的R.A.Brooks所提出的行为分层的包容式体系结构(SubsumptionArchitecture) 和Arkin提出的基于MotorSc hema的结构为典型代表。其主要优点就是执行时间短、效率高、机动能力强。但是由于缺乏整体的管理,很难适应于各种情况。因此只适用于在沐淘环境下执行比较简单的任务。
基于智能分布来分解
基于智能分布的体系结构在人工智能上属于最新的分布式智能,在结构上体现为分散分布,在执行上属于协同执行,既可以单独完成各自的局部问题求解,又能通过协作求解单个或多个全局问题。以基于多智能体的体系结构为典型代表。这种体系结构的优点是既具有“智能分布”的特点,又有统一的协调机制。但是如何在各个智能体之间合理的划分和协调仍然需要大量的研究和实践。该体系结构在许多大型的智能信息处理系统上有着广泛的应用。
除以上三类主要的体系结构之外,还有一些改进的混合式体系结构,如带反馈环节的行为分解模式、基于分布式智能的分层体系结构、基于功能分解的多智能体结构等等。但是从整体上来看,它们或是在功能模块的灵活性和扩展性上不足,或是没能很好的协调慎思式智能与反应式智能,或是各层次间的交流机制不够完善。
控制体系
仿生式体系结构的思想原理
从本质上来讲,慎思式智能、反应式智能以及分布式智能,都是对生物控制逻辑和推理方式的一种借鉴和仿生,但由于客观条件的限制和需求目的的局限,它们都只是从某一个角度和方向对生物智能的一种片面的、局部的模仿。本文的仿生式体系结构就是以前述的生物控制逻辑和行为推理为基础,充分借鉴基于慎思式智能、反应式智能和分布式智能等三种体系结构思想的优点与不足之处,针对机器人特别是未知环境下工作的移动机器人在控制体系结构方面所存在的缺点和问题,提出一种具有适应行为与进化能力的新的控制思想与理念。
借鉴分布式智能的思想,在控制体系结构中引人社会式行为控制层;
借鉴生物的自适应性思想,在控制体系结构中实现本代内的由慎思式行为层到反射式行为层的学习;
借鉴生物的自进化性思想,在控制体系结构中实现多代间的由反射式行为层向本能式行为层的进化(或退化)。
所以,仿生式体系结构共有四个行为控制层组成,即本能式行为控制层、反射式行为控制层、慎思式行为控制层和社会式行为控制层,它们并行接收来自感知层的外部和内部信息,各自作出逻辑判断和反应,发出控制信息到末端执行层,通过竞争和协调来调节自身并适应外部环境,从而按照目标完成工作任务。

E. 机器人系统结构有哪几部分组成 机器人基本程序结构有哪几种简述各个程序的特点

你说的太笼统了 是军事上的或科研用的纯机器人 还是智能家电?

F. 机器人都有哪些组成部分

机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件(或工具)的部件,根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式,如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构,使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作,改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式,称为机械手的自由度。
为了抓取空间中任意位置和方位的物体,需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多,机械手的灵活性越大,通用性越广,其结构也越复杂。一般专用机械手有2~3个自由度。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制,来完成特定动作。同时接收传感器反馈的信息,形成稳定的闭环控制。控制系统的核心通常是由单片机或dsp等微控制芯片构成,通过对其编程实现所要功能。
一、执行机构
机械手的执行机构分为手部、手臂、躯干;
1、手部
手部安装在手臂的前端。手臂的内孔中装有传动轴,可把运用传给手腕,以转动、伸曲手腕、开闭手指。
机械手手部的构造系模仿人的手指,分为无关节、固定关节和自由关节3种。手指的数量又可分为二指、三指、四指等,其中以二指用的最多。可根据夹持对象的形状和大小配备多种形状和大小的夹头以适应操作的需要。所谓没有手指的手部,一般都是指真空吸盘或磁性吸盘。
2、手臂
手臂的作用是引导手指准确地抓住工件,并运送到所需的位置上。为了使机械手能够正确地工作,手臂的3个自由度都要精确地定位。
3、躯干躯干是安装手臂、动力源和各种执行机构的支架。
二、驱动机构
机械手所用的驱动机构主要有4种:液压驱动、气压驱动、电气驱动和机械驱动。其中以液压驱动、气压驱动用得最多。
1、液压驱动式
液压驱动式机械手通常由液动机(各种油缸、油马达)、伺服阀、油泵、油箱等组成驱动系统,由驱动机械手执行机构进行工作。通常它的具有很大的抓举能力(高达几百千克以上),其特点是结构紧凑、动作平稳、耐冲击、耐震动、防爆性好,但液压元件要求有较高的制造精度和密封性能,否则漏油将污染环境。
2、气压驱动式
其驱动系统通常由气缸、气阀、气罐和空压机组成,其特点是气源方便、动作迅速、结构简单、造价较低、维修方便。但难以进行速度控制,气压不可太高,故抓举能力较低。
3、电气驱动式电力驱动是机械手使用得最多的一种驱动方式。其特点是电源方便,响应快,驱动力较大(关节型的持重已达400kg),信号检测、传动、处理方便,并可采用多种灵活的控制方案。驱动电机一般采用步进电机,直流伺服电机(AC)为主要的驱动方式。由于电机速度高,通常须采用减速机构(如谐波传动、RV摆线针轮传动、齿轮传动、螺旋传动和多杆机构等)。有些机械手已开始采用无减速机构的大转矩、低转速电机进行直接驱动(DD)这既可使机构简化,又可提高控制精度。
4、机械驱动式
机械驱动只用于动作固定的场合。一般用凸轮连杆机构来实现规定的动作。其特点是动作确实可靠,工作速度高,成本低,但不易于调整。其他还有采用混合驱动,即液-气或电-液混合驱动。
三、控制系统
机械手控制的要素包括工作顺序、到达位置、动作时间、运动速度、加减速度等。机械手的控制分为点位控制和连续轨迹控制两种。
控制系统可根据动作的要求,设计采用数字顺序控制。它首先要编制程序加以存储,然后再根据规定的程序,控制机械手进行工作程序的存储方式有分离存储和集中存储两种。分离存储是将各种控制因素的信息分别存储于两种以上的存储装置中,如顺序信息存储于插销板、凸轮转鼓、穿孔带内;位置信息存储于时间继电器、定速回转鼓等;集中存储是将各种控制因素的信息全部存储于一种存储装置内,如磁带、磁鼓等。这种方式使用于顺序、位置、时间、速度等必须同时控制的场合,即连续控制的情况下使用。
其中插销板使用于需要迅速改变程序的场合。换一种程序只需抽换一种插销板限可,而同一插件又可以反复使用;穿孔带容纳的程序长度可不受限制,但如果发生错误时就要全部更换;穿孔卡的信息容量有限,但便于更换、保存,可重复使用;磁蕊和磁鼓仅适用于存储容量较大的场合。至于选择哪一种控制元件,则根据动作的复杂程序和精确程序来确定。对动作复杂的机械手,采用求教再现型控制系统。更复杂的机械手采用数字控制系统、小型计算机或微处理机控制的系统。控制系统以插销板用的最多,其次是凸轮转鼓。它装有许多凸轮,每一个凸轮分配给一个运动轴,转鼓运动一周便完成一个循环。

G. CIMS体系结构有哪些

CIMS体系结构:
CIMS体系结构是用来描述研究对象整个系统的各个部分和各个方面的相互关系和层次结构,从大系统理论角度研究,将整个研究对象分为几个子系统,各个子系统相对独立自治、分布存在、并发运行和驱动等。我们可以从功能结构和逻辑结构来认识CIMS体系结构。
第一层,生产/制造系统:这一层面向生产过程,包括了柔性制造单元FMS、装配设备、工业机器人及其他生产制造自动化技术,这一层以物流为中心,完成生产、加工、装配、包装等任务。
第二层,硬事务处理系统:这一层是生产/制造监控系统,通过计算机网络对第一层的设备进行综合控制与操作,实现对生产制造的监控。包含狭义的CAM、CAQ及CAT等。
第三层,技术设计系统:这一层包含CAD(计算机辅助设计)、CAPP(计算机辅助工艺),为生产制造系统产生信息。CAD用于产品设计、开发,它提供的是如何做的信息,而CAPP是依据CAD提供的信息指导如合作。
第四层,软事务处理系统:这一层主要通过计算机网络实时地处理各种软事务,譬如,财务、供销、售后服务等方面的管理,实现电子化记账。
第五层,信息服务系统:以狭义的MIS为主,主要对前面各层的信息进行收集、存储、加工、传输、使用、查询,为各级管理者与下层提供数据。
第六层,决策管理系统:这一层是企业经营管理规划的决策层,主要有MRP-II(制造资源计划)、ERP(企业资源计划)、决策支持系统DSS、专家系统ES、系统模拟系统等组成。他根据企业总体路线、企业内部条件、市场信息等因素,产生生产经营活动的计划与方案、各种资源的需求计划,包括人、物、资金的需求计划。
CIMS逻辑结构不仅体现了信息的传递与交换,更能反映出人在CIMS系统中的重要作用。因此可以说人为因素是实施CIMS能否取得实际成效的关键。

H. 物流仓库管理系统 机器人 采用什么体系结构风格

传统的仓储管理系统概念中忽略了管理经验和自动识别硬件的缺失。
以大科技仓储管理系统中的软件指的是支持整个系统运作的软件部分,包括收货处理、上架管理、拣货作业、月台管理、补货管理、库内作业、越库操作、循环盘点、RF操作、加工管理、矩阵式收费等。
仓储在企业的整个供应链中起着至关重要的作用,如果不能保证正确的进货和库存控制及发货,将会导致管理费用的增加,服务质量难以得到保证,从而影响企业的竞争力。传统简单、静态的仓储管理已无法保证企业各种资源的高效利用。如今的仓库作业和库存控制作业已十分复杂化多样化,仅靠人工记忆和手工录入,不但费时费力,而且容易出错,给企业带来巨大损失。

I. 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。

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