机器人的种类与结构是什么？ | 入门级网络研讨会

什么是机器人？

小滨：桥本老师！前几天我在一本工业杂志上看到了关于工厂自动化的特辑。
得知工厂里有那么多机器人在工作，我真是大吃一惊！请告诉我，现实生活中有哪些机器人在大显身手吧！！

桥本老师：原来如此。那么，今天我们就来学习一下机器人吧。
首先，我们先来确认一下定义。

小滨：原来机器人集成了各种各样的技术啊。
具体来说，有哪些种类呢？

“工业机器人”与“服务机器人”

桥本老师：机器人可以分为“工业机器人”和“服务机器人”两类。用于工业自动化的称为“工业机器人”，用于日常生活辅助等的则称为“服务机器人”。
  

小滨：原来种类这么丰富啊！我前阵子在杂志上看到工厂里工作的机器人，后来才知道那属于“工业机器人”。“工业机器人”擅长进行什么样的作业呢？

“工业机器人”的种类与特点

桥本老师：“工业机器人”各自擅长的作业不同哦。需要根据作业内容选择合适的机器人类型呢。

种类	轴数	用途	特点	可动范围	速度	精度
直角坐标型机器人 （直交坐标型）	2～4	零部件 组装	由单轴直线运动单元组合而成的结构简单的工业机器人。虽然运动范围仅限于直线，但可以根据单元用途灵活组合。	-	○	○
多关节机器人 （垂直多关节型）	4～7	焊接、 喷涂、 装配	目前应用最广泛的工业机器人。其形状类似人类手臂，自由度高，能够进行绕行动作。通用性极强，已广泛应用于从搬运到焊接、喷涂、组装等各类工序。	○	-	-
双臂型	2～4	搬运检测 组装	能够完成单臂机器人无法实现的动作，例如双手搬运箱子等。在节省空间的同时，可进行高难度且精密的作业。	○ (灵活)	-	-
SCARA机器人 （水平多关节型）	4	电机 部件的插入 装配等	机械臂在水平方向运作的工业机器人。采用4轴结构，上下方向刚性高，同时在水平方向具有柔韧性。广泛应用于电机领域的装配工序（如零件压入作业等）。	-	○	-
并联机器人 （并联连杆）	4～6	高速 拾放	采用并联机构（通过并列连杆控制单点运动的方法）的工业机器人。虽然负载能力较小，但擅长高速动作。常安装在传送带等上方，用于对流经的产品进行高速拾取与放置。	-	○	○

小滨：这里有很多我在去年2019年国际机器人展上见过的机器人！原来根据用途不同，发挥作用的机器人也各不相同啊！对了，表格里提到的“轴数”是什么意思呢？

桥本老师：问得好。轴数指的是机器人的关节数量。这是决定机器人运动能力的重要指标。由于这是了解机器人结构时非常重要的术语，我将在下一节进行讲解。

工业机器人的结构与人体相同

桥本老师：工业机器人由机械臂构成，其基本结构是由关节和连杆组合而成的。用人体来比喻的话，像肘部和肩部那样可以自由弯曲的关节部分就是关节，连接这些关节之间的骨骼部分就是连杆。

小滨：我们之所以能向各个方向活动身体，全靠关节！看来工业机器人也是通过增加轴数（关节），就能让能够自由活动的部位变多了呢。

工业机器人是由多少个轴构成的呢？

桥本老师：以能够进行复杂动作的垂直多关节机器人为例，通常由6个关节（6轴，6自由度）构成。如果换算成人体的话，情况如下。

滨酱：试着活动一下身体就很容易明白了呢！我想进一步了解
工业机器人是通过什么样的机构来运动的！
  

解析工业机器人的构成要素！

桥本老师：构成机器人的要素大致可分为三类。
1. 机械部分（结构、机构、驱动部件、传感器安装座等）
2. 电子电路（驱动电路、传感器电路、微控制器、计算机电路）
3. 软件（控制、信息处理、判断等）

今天，我们就来详细学习机械要素。
在工业机器人的机械要素中，特别重要的是执行器（关节）、减速机、传感器、紧急制动器和传动机构这5个部分。
 

小滨：真没想到工业机器人的小型关节（执行器）里竟然内置了减速机、传感器和制动器！这正是因为每个部件都实现了小型化和轻量化才得以实现的吧。
  

这让我更想了解工业机器人了！