在过去的40年里，机器人产业已经从高科技产业中脱颖而出。

　　机器人可分为服务机器人、观赏机器人、工业机器人等。工业机器人是重要的分支之它们通过命令编程可以达到预期的效果，特别体现了人的智能和适应性、机器操作的准确性以及在各种环境下完成操作的能力。因此，在国民经济的各个领域都有着广阔的应用前景。

　　机器人技术是一门跨学科的综合性技术，涉及力学、力学、电液技术、自动控制技术、传感技术和计算机科学。机器人机构是机器人的主要基础理论和关键技术，也是现代机械原理研究的主要内容。

　　工业机器人是一种可自动控制和编程的多功能机械。它有多个自由度，可以用来搬运材料、零件和夹持工具，完成各种操作。

　　1工业机器人的组成

　　工业机器人通常由执行机构、驱动系统、控制系统和智能系统组成。

　　2机器人各部分之间的关系

　　3机器人各部分功能

　　执行机构：是机器人完成各种任务的主要部件。它通常是开放空间的连杆机构。

　　驱动传动机构：由驱动器和传动机构组成。有机械传动、电气传动、液压传动、气动传动和复合传动。驱动器包括步进电机、伺服电机、液压电机和液压缸。

　　控制系统：一般由示教操作面板或控制计算机和伺服控制装置组成。前者的功能是发出指令，协调相关驱动器之间的运动，完成编程、示教/再现等环境条件（传感器信号）和工艺要求。外部相关设备之间的信息传递和协调。后者是控制各关节驱动器使各连杆按预定的运动规律运动。

　　智能系统：由感知系统和分析决策系统组成，分别由传感器和软件实现。

　　4机械手

　　工业机器人的机械结构称为机械手。它由底座、腰部、大臂、小臂、手腕和手组成。它由手臂机构和手腕机构组成。

　　5工业机器人的发展历程

　　库卡机器人模型细节被示教/再现机器人取代。它主要由机械系统和控制系统组成。在工业上有许多应用。

　　第二代机器人是感知机器人。它具有调整KUKA机器人编程手册中某些外部信号的能力。目前已进入应用阶段。

　　第三代是智能机器人。目前尚处于全面研究阶段。

　　6操作机的主要类型：直角坐标式；圆柱坐标式；球坐标式；关节式。

　　库卡机器人编程手册

　　KUKA机器人模型详细信息7。机械手主要技术指标

　　（1） 自由度

　　自由度是用于确定手相对于基座的位置和姿态的独立参数的数量，等于由操纵器独立驱动的关节数。由以下公式计算。

　　库卡机器人编程手册

　　KUKA机器人的自由度是反映机械手通用性和适应性的重要指标。目前，一般工业机器人大多是5度左右的自由度，可以满足各种操作的要求。

　　（2） 工作空间：操纵器的操作范围。

　　（3） 灵巧：灵巧是指机械手末端执行器在工作时可以采取的姿态（如抓取对象）。如果你能从各个方向把握对象，它的灵活性很大；如果你只能从一个方向抓住对象，它的灵活性就很小。

　　7机械手位置和姿态的确定

　　（1） 机械手位置和姿态说明

　　该部件的空间位置和姿态由其位置阵Rij和姿态矩阵Rij或其位置矩阵mij来描述。

　　（2） 两条钢筋之间的位置矩阵

　　相对于杆I-1的位姿矩阵Mi-1、I是坐标系I相对于坐标系I-1的变换矩阵。这种方法称为D-H方法。

　　8算子位置方程的建立与求解

　　（1） 机械手姿态方程的建立

　　机械手的姿态矩阵方程I为：m0i=m01m02 Mi-1，I是机械手的运动方程。

　　（2） 机械手姿态方程的求解

　　机器人末端效应器的姿态分析有两个基本问题

　　1） 位姿方程的正解

　　已知各关节的运动参数，计算出末端效应器相对于参考坐标系的位置和姿态。

　　2） 姿态方程的逆解

　　根据末端效应器相对于参考坐标系的给定位置和姿态，计算出各关节的运动参数。

　　这是控制机床的关键，因此只有根据逆解使每个关节运动，末端效应器才能获得所需的位置和姿态。

　　9工业机器人操作机构的设计

　　工业机器人机械手是由基座、手臂、手腕和末端执行器组成的机械装置。从机器人完成工作的方式看，机器人由手臂机构、手腕机构和末端执行器组成。其结构方案和运动设计是整个机器人设计的关键。

　　（1） 机械臂机构设计

　　臂机构一般有2-3自由度，需要实现旋转、俯仰、提升或拉伸三种运动形式。在机械臂机构设计中，必须确定其结构型式和尺寸，同时考虑各部件的重量对其运动速度、精度和刚度的影响。

　　（2） 机械手腕机构设计

　　一般来说，手腕机构具有1-3自由度，需要实现旋转、摆动或摆动和俯仰三种运动。

　　在腕部机构设计中，必须确定其结构类型和连续尺寸，并注意诱导运动。为了使机构紧凑，必须减少机构的重量和体积，以便于传动装置的布置，提高手腕的运动灵活性。

　　（3） 端部效应器设计

　　根据不同任务的要求，首先确定类型和机构形式，尽量使类型和机构形式简单、紧凑、轻便，以减轻手臂的负荷。

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