1.2机器人的定义及特点
那什么是机器人?到现在都没有一个准确的定义,如果把所有对机器人的定义都收集起来估计将有成百上千种说法。这些说法却各有不同,但又有一些相同之处,(1)机器人首先是一种机器,而不是有血有肉的人,它们只是通过“拟人化”而造就的事物。按照其不同的需求,机器人目前大致被分成全自动化和半自动化机器人两大类。
智能化机器人被人类创造发明出的一个重要原因,就是人类生活水平的不断提升从而导致了这方面的需求。从古代到现代,科学从20 世纪初期前发展到20 世纪中期。应古代社会而生成的古代科学文明,对于从前的社会发展,起到了不可替代的作用。从中国的四大发明,到欧洲大陆的蒸气机车,都使社会从一个文明阶段走向一个更好的历史阶段。
机器人(Robot)是1920年由捷克作家卡雷尔•卡佩克在剧本中塑造的一个具有人的外表、特征和功能,愿意为人服务的机器奴仆“ Robot"一词衍生出来的。机器人的定义是多种多样的,其原因是它具有一定的模糊性,机器人不断在发展,新的机型、新的功能不断涌现,根本原因主要是因为机器人涉及到了人的概念,成为一个难以回答的哲学问题,就像机器人一词最早诞生于科幻小说之中一样,人们对机器人充满了幻想。美国机器人工业协会(U.S.RIA)提出的工业机器人定义为:“工业机器人是用来进行搬运材料、零件、工具等可再编程的多功能机械手、或通过不同程序的调用来完成各种工作任务的特种装置。”英国机器人协会、日本机器人协会等也采用了相类似的定义。我国科学家对机器人的定义是:“机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,是一种具有高度灵活性的自动化机器。”结合这些领域的应用特点,人们发展了各式各样的具有感知、决策、行动和交互能力的特种机器人和各种智能机器人,如移动机器人、微机器人、水下机器人、医疗机器人、军用机器人、空中空间机器人、娱乐机器人等。对不同任务和特殊环境的适应性,也是机器人与一般自动化装备的重要区别。【1】。
 1.3机器人的构成
机器人的组成由操作机、控制装置、驱动装置和一些外设备。
1.操作机(又称执行系统)。
操作机是机器人在完成作业时的本体,它拥有和人手臂相似的功能,可以在空间抓取或放置物体也可以是进行其它操作的机械装置。通常由下列几个部分组成。
(1)末端执行机构又称手部,是操作机直接执行工作的机构,并可装配上夹持器、工具、传感器等,是工业机器人与操作对象直接接触来完成作业的机构。
(2 )手腕是作为支承和调整末端执行装置姿态的部件,主要用途是确定和改变末端执行机构的位置,同时扩大手臂的动作范围,一般具有2-3个回转自由度用来调整末端执行机构的姿态。
(3)手臂是由操作机的驱动关节和连接杆等构成,作为支承和调整手腕和末端执行器位置的部件。手臂可能不止只有一条,并且每条手臂,也不一定只有一个关节,所以,它有时还应同时包括肘和肩的关节,即在手臂和手臂间靠近末端执行器的一节叫小臂,靠近机座的叫大臂,手臂与机座间用关节连接,扩大了末端执行器姿态的变化和运动范围。
(4)机座也可以称之为立柱,是工业机器人机构中固定并同时承受响应力的基础重要部件。可分固定机座和移动机座,移动式机座下部安装了移动机构,它可以使机器人进行运动从而扩大其活动范围。
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