机器人的组成

机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统组成。
执行机构即机器人本体，其臂部一般采用空间开链连杆机构，其中的运动副（转动副或移动副）常称为关节，关节个数通常即为机器人的自由度数。根据关节配置型式和运动坐标形式的不同，机器人执行机构可分为直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标式和关节坐标式等类型。出于拟人化的考虑，常将机器人本体的有关部位分别称为基座、腰部、臂部、腕部、手部（夹持器或末端执行器）和行走部（对于移动机器人）等。
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。它输入的是电信号，输出的是线、角位移量。机器人使用的驱动装置主要是电力驱动装置，如步进电机、伺服电机等，此外也有采用液压、气动等驱动装置。
检测装置的作用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。作为检测装置的传感器大致可以分为两类：一类是内部信息传感器，用于检测机器人各部分的内部状况，如各关节的位置、速度、加速度等，并将所测得的信息作为反馈信号送至控制器，形成闭环控制。另一类是外部信息传感器，用于获取有关机器人的作业对象及外界环境等方面的信息，以使机器人的动作能适应外界情况的变化，使之达到更高层次的自动化，甚至使机器人具有某种“感觉”，向智能化发展，例如视觉、声觉等外部传感器给出工作对象、工作环境的有关信息，利用这些信息构成一个大的反馈回路，从而将大大提高机器人的工作精度。
控制系统有两种方式。一种是集中式控制，即机器人的全部控制由一台微型计算机完成。另一种是分散（级）式控制，即采用多台微机来分担机器人的控制，如当采用上、下两级微机共同完成机器人的控制时，主机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；作为下级从机，各关节分别对应一个CPU，进行插补运算和伺服控制处理，实现给定的运动，并向主机反馈信息。根据作业任务要求的不同，机器人的控制方式又可分为点位控制、连续轨迹控制和力（力矩）控制。例如，对于在印刷电路板上安插元件、点焊、装配等作业，只要求机器人末端执行器精确经过若干工作位置，而对各位置之间的运动路径无要求，此即点位控制；在弧焊、喷漆、切割等作业中，则要求机器人末端执行器按照预定的轨迹和速度运动，其控制方式称为轨迹控制；在完成装配、抓放物体等工作时，除要准确定为外，还要求使用适度的力或力矩进行工作，这时就要利用力（力矩）控制。
机器人
robot

   有独立的自动控制系统、可以改变工作程序和编程、能模仿人体某些器官的功能完成某些操作或移动作业的机器。机器人是中国对robot一词的意译。robot来源于捷克剧作家K.恰佩克于1920年写成的科学幻想戏剧《罗素姆万能机器人》，剧中主人公梦想的无需情感、只要体力、肯遵命干活的人叫robota，意为奴仆。现代制造的机器人不同于单一用途的自动机，具有多用途的柔性拟人功能。它靠灵活的臂和手，有时也靠移动机构模仿人类完成自动机难于进行的多种作业。一般机器人（除始终受人控制工作的遥控机器人外）在工作前虽然要人给予示教或编程调整，但在工作中则完全独立于人而自动控制。在生产中，要求机器人能替代工人上岗，从事高节奏的重复性劳动，因此机器人应有足够的重复精度，特别要有很高的可靠性。
    简史 20世纪40年代，放射性材料处理中主从式机械手的应用 ，电子计算机控制的数控机床的出现 ，以及控制论、信息论等学科的兴起，为机器人的诞生打下了基础。1954年美国人G.C.戴伏尔首次提出通用“重复操作机器人”的方案，60年代初美国公司推出Unimate球坐标型和Versatran圆柱坐标型第一代工业机器人产品。70年代，机器人逐渐为工业部门接受并在日本、美国、联邦德国等国家形成产业，在汽车等工业中迅速推广应用。80年代，高性能指标的机器人增多，继搬运机器人、喷漆机器人 、点焊机器人和弧焊机器人之后，各种装配机器人和遥控作业机器人也迅速发展，带感觉的第二代机器人以装配机器人为先导，在电子工业中进入了实用阶段。
   80年代后期，机器人被列入中国国家七五攻关项目，有了较大发展，已完成示教再现式机器人成套技术的研究开发，研制出喷漆、点焊、弧焊等作业的机器人和水下机器人，并已开始在生产线上应用，但尚未形成产业，其应用尚待推广。
    构成和类型 主要由操作机或移动机构、驱动系统和控制系统所构成。操作机大多是由机座、立柱、大臂、小臂 、腕部和手部用转动或移动关节串联起来的多自由度开式空间运动机构 ，其终端手部为抓持器 ，可夹持物料或安装工具，像人手那样在工作空间内执行多种作业。为了适应抓持器在三维空间内的任意的位置和姿态要求，操作机也即机器人的自由度一般为6，但有些工业机器人的自由度可为5 或4，而对有高度灵活要求的冗余度机器人，可仿人臂具有多于6的自由度。在6自由度机器人中，抓持器的位置一般是由前3个手臂自由度确定，而其姿态则与后3个腕部自由度有关。按前 3个自由度布置的不同工作空间，机器人可有直角坐标型、圆柱坐标 型、球坐标型及 拟人 臂 关节坐标型4种不同结构。操作机的机座有时安装在移动机构上以增加机器人的工作空间。从事移动作业的机器人常称移动机器人，其中重要的是能适应恶劣场地和危害环境的步行机器人，有两足、四足和六足等。此外还有轮式和履带式等移动机器人。
   机器人各主动关节的自由度是由驱动能源实现的。大多采用直流伺 服电机、步进电机和交流伺服电机等电力驱动，也有的采用油缸的液压驱动和气缸的气压驱动。常借助齿轮、连杆、齿形带、滚珠丝杠、谐波减速器、钢丝绳等部件驱动各主动关节运动。
   控制系统是机器人的大脑和心脏，是决定机器人性能水平的关键。主要作用是控制机器人终端运动的离散点位和连续路径或控制移动机器人的移动。由于机器人为非线性、多变量、强耦合的复杂系统，实时控制的高效解决非常困难，需要大量高效的软件和硬件。现有机器人控制系统多由上一级多位计算机和下一级微处理器再加传感器和软件等构成。上一级按作业任务规划或给出各关节动作的指令，下一级则 控制各关节伺服驱动系统执行上一级的动作指令，使机器人终端以一定精度完成作业任务。在某些经济型机器人中，步进电机或气缸的驱动系统采用非伺服的开关量控制结构。也有少量工业机器人的控制系统是在数控控制机基础上派生并附加软件组成的。很多机器人控制系统都有自己的编程语言，从汇编语言到高级专用语言。
   
    
 

移动机器人

   
   在遥控机器人中，由于人要操持主手对从手动作始终进行控制和监视，控制系统的构成除有人这一要素外 ，还配有视觉和力觉等传感部分。
   机器人按控制系统达到的水平可大致分为三代。第一代机器人以示教再现式控制为主要特征，用示教盒、遥控手柄和手把手示教，应用最广。第二代机器人运用视觉、触觉等传感器、具有某些环境信息反馈的计算机直接控制。第三代机器人是装有多种传感器，能按作业命令、环境信息进行人工智能控制的自主机器人，简称智能机器人。有时也把基于传感器有初步智能的第二代机器人也称为智能机器人。
    机器人学   分析 、设计 、研究和发展机器人的学科，是一门涉及机构学、机械设计 、自动控制、电子学 、计算机、传感器、人工智能和仿生学等多学科交叉的综合性学科。内容广泛，主要包括：①机器人的结构组成。②机器人的运动学和动力学。③机器人的运动学控制、动力学控制和柔顺控制。④机器人的传感器。⑤机器人编程语言。⑥机器人基于知识的智能控制。⑦步行机的步态学等。有人认为，机器人学还应包括有关的工程技术，如机器人的计算机辅助设计技术和机器人应用工程等；机器人学应是研究如何使机器具有感知、思维和动作的学科。
    展望
    机器人的出现和发展使人类由人—机器—自然界的传统生产模式逐步向人—机器人—机器—自然界的新生产模式发展，极大地提高了社会劳动生产率并改变人类的社会生活面貌。机器人不断朝着结构多样化、自控智能化和监控智能化方向发展。由于只在微米甚至纳米级微动的微型机器人的问世，将进一步开阔机