工业机器人及其关键技术
工业机器人焊接关键技术及应用分析
工业机器人焊接关键技术及应用分析摘要：社会经济在快速向前发展，机器人技术也越来越成熟，使得焊接制造领域技术逐渐发生了更替。
本篇文章对焊接机器人的关键技术进行了介绍，分析了焊接机器人的发展状况以及关键性技术的应用情况，针对焊接机器人未来的发展前景进行了研究。
关键词：工业机器人；焊接关键技术；应用分析引言：在智能制造领域中，机器人属于先进的装备，应用的范围越来越广泛。
在国内各个领域发展的过程中，机器人的应用范围得到了有效的拓展，机器人的应用数量也越来越多，在未来发展的过程中，机器人应用的空间会越来越广阔。
焊接机器人在工业机器人领域当中占据了非常重要的地位，可以说是工业发展当中的先驱者。
机器人焊接是在传统焊接工艺制造基础上对机器人进行改造，使之能够进行焊接作业成为焊接机器人，成为了现代制造技术当中无可替代的重要角色。
1机器人焊接的关键技术1.1传感技术在焊接过程的应用传感器是机器人焊接重要的组成装置，相当于机器人的“眼睛”，可以对物质的变化进行精准的感知。
焊接电弧在燃烧过程中，需要将声音作为整体的参照标准，整体的传感器应用了电流电压的大小，从而可以对熔池的瞬时状态进行有效的感知，了解焊接质量的动态性变化。
监控焊接工作在开展的过程中，需要对电弧的波动情况进行监测，以便于可以对高温熔滴的类型进行有效的判断。
机器人在进行焊接工作的过程中，需要通过前沿的传感系统获取相应的信息，应用机器人进行焊接，可以对系统的电流和电压数据进行有效的分析。
机器人焊接工作在开展的过程中，需要对熔透情况进行精准的预测，有效了解机器人焊接过程中所存在的缺陷，分析缺陷所形成的原因。
将温度的变化情况作为内容调整的主要参照依据，传感焊接工作在开展的过程中，需要对温度的分布情况进行有效的了解，从而可以获取高温溶值的数据。
电弧光谱的特点就是所富含的信息比较丰富，和电弧并没有直接的接触，该方法在具体应用的过程当中，可以对焊缝的缺陷进行有效的弥补。
工业机器人的关键技术及其发展趋势
工业机器人的关键技术及其发展趋势工业机器人作为现代工业生产的重要组成部分，在提高生产效率、降低成本以及保障工人安全等方面发挥着重要的作用。
随着科技的不断进步和工业自动化的日益普及，工业机器人的应用范围和功能不断扩展，关键技术也在不断更新换代。
本文将探讨工业机器人的关键技术和其发展趋势。
一、机器人感知技术工业机器人需要具备对周围环境的感知能力，以便进行自动化的操作和决策。
目前，常用的机器人感知技术包括视觉感知、力触觉感知和位置感知等。
视觉感知技术能够通过摄像头等设备识别和定位目标物体，力触觉感知技术可以模拟人手的触觉反馈，帮助机器人更加精准地进行操作，而位置感知技术则能够确定机器人自身的位置和姿态，在工作过程中更好地调整和控制。
二、机器人智能控制技术随着人工智能的发展，工业机器人也越来越智能化。
智能控制技术是机器人实现自主决策和自适应操作的关键。
当前，深度学习和强化学习等技术在机器人控制中得到广泛应用。
深度学习可以通过大量数据的训练，提高机器人的识别和理解能力，使其能够更好地适应各种工作环境。
强化学习则可以通过与环境的交互学习，使机器人能够自动调整动作和策略，实现更加灵活和高效的工作。
三、机器人协作技术工业机器人不再是单打独斗的存在，而是与人类工作人员实现高效协作的伙伴。
为了实现机器人的人机协作，需要开发出适应人体工程学要求的机器人设计，以及实现机器人与人类的安全交互技术。
目前，机器人的物理性能提升、人体姿态识别、语音交互技术等都在不断改进，以满足机器人与人类的协同工作需求。
四、机器人网络化与互联技术工业机器人正朝着网络化和互联化的方向快速发展。
通过网络连接，不同机器人之间可以实现数据和指令的共享，从而提高生产效率和灵活性。
同时，机器人与其他设备的互联也可以实现更高级的任务协同，形成更加智能化的生产系统。
工业机器人网络化与互联技术的发展将为工业自动化带来更多的机遇和挑战。
未来，工业机器人的发展趋势将呈现以下几个方面：1.高性能和高速度：随着科技的推进，工业机器人的运行速度将继续提高，以适应更高效率的生产需求。
工业机器人的核心技术有哪些
工业机器人的核心技术有哪些机械设计技术：机械设计技术是的核心基础技术之一、机械设计技术的关键是设计出机械臂、手爪、关节、传动系统等各个部件的结构，以及各个部件之间的协调运动方式。
机械设计技术不仅影响到机器人的载重能力、工作半径和精度等性能参数，还会直接影响到机器人的使用寿命、可靠性和安全性等方面。
控制算法技术：控制算法技术是工业机器人的另一个核心技术。
控制算法技术的关键是设计出适用于不同应用场景的控制算法，通过对机器人进行控制，实现机器人的精确运动和高效作业。
控制算法技术不仅涉及到运动控制算法，还包括传感器信号处理算法、路径规划算法、力控算法等多个方面。
控制算法技术的优化和创新可以大大提高机器人的精度和效率。
传感器技术：传感器技术是工业机器人的重要组成部分。
传感器技术的关键是使用不同类型的传感器来获取机器人操作过程中的各种信息，比如位置、速度、力量、压力等。
传感器技术可以帮助机器人感知周围环境，从而更加智能地进行操作。
常见的传感器包括视觉传感器、力传感器、温度传感器等。
人机交互技术：工业机器人的操作需要通过人机交互来完成，因此人机交互技术也是工业机器人的重要技术之一、人机交互技术的关键是设计出简单易用、操作便捷的控制界面和交互方式，以便操作人员可以方便地控制机器人的运动和作业。
同时，人机交互技术也包括机器人故障提示和维修指南等功能，以帮助操作人员更好地使用和维护机器人。
综上所述，机械设计技术、控制算法技术、传感器技术和人机交互技术是工业机器人的核心技术。
这些技术的不断创新和优化可以大大提高机器人的性能和智能化程度。
工业机器人的关键技术发展与应用
工业机器人的关键技术发展与应用随着科技的不断进步，工业机器人在现代制造业中扮演着越来越重要的角色。
工业机器人产业的迅速发展不仅推动了制造业的现代化及高效化，也为人类的生产与生活带来了极大的便利。
本文将从工业机器人的关键技术、发展及应用角度探讨其背后的复杂性。
工业机器人是一种智能化机械设备，其关键技术主要包括：控制系统、感知系统、动力系统、控制算法和操作方式等。
1.控制系统：控制系统是工业机器人的大脑，可以将计算机辅助设计的动作指令转化为动作信号从而驱动机器人运动。
现代工业机器人控制器采用开关电源与直线伺服电机控制器的结合，实时检测电机的运动状态并进行统一控制。
由于工业机器人对运动的速度和精度要求极高，控制系统的设计和实现尤为重要。
2.感知系统：感知系统主要用于机器人对周围环境的感知和识别，实现机器人的速度和精度调节。
例如，光学传感器、激光测距仪、摄像头等，能够帮助机器人在工作时及时调整角度、位置以及保证物料的准确捡取。
感知系统不仅提高了工业机器人的自动化和智能化水平，也提升了机器人在复杂和多样化的工作环境中的适应能力。
3.动力系统：动力系统是指工业机器人的驱动系统，主要由电机、减速器和传动部分组成。
现代化的工业机器人一般采用直线电机驱动，可以实现高效、精确控制，同时减小了机器人的体积和重量。
4.控制算法：控制算法是机器人系统的重要组成部分，关系到机器人的精度、快速性、稳定性以及系统的可靠性。
现代化的工业机器人通常采用快速、高精和可编程控制算法，这一算法在保证机器人高效、稳定且灵活的同时，还能将人类想要的工作转化为机器人所能识别和执行的指令。
5.操作方式：操作方式是指操作人员使用的人机交互方式，主要包括：手柄操作、语音控制、视觉控制和自主控制等。
现代化的工业机器人一般采用数字化、图像化和无人化的操作方式，这种方式能够降低人为操作的误差、提高生产效率，并且在一些特殊场合下可以保证操作安全。
随着制造业的发展，工业机器人已成为工业自动化的重要组成部分，并且不断地得到改进和完善。
工业机器人常见五大应用领域及关键技术
工业机器人常见五大应用领域及关键技术去年全球工业机器人销量达到24万台，同比增长8%。
其中，我国工业机器人市场销量超过6.6万台，继续保持全球第一大工业机器人市场的地位。
但是，按机器人密度来看，即每万名员工对应的机器人保有量，我国不足30台，远低于全球约为50多台的平均水平。
前瞻产业研究院《2016-2021年中国工业机器人行业产销需求预测与转型升级分析报告》数据显示：2015年我国工业机器人产量为32996台，同比增长21.7%。
2016年机器人产业将继续保持快速增长，今年一季度我国工业机器人产量为11497台，同比增长19.9%。
此外，数据显示，2015年我国自主品牌工业机器人生产销售达22257台，同比增长31.3%。
国产自主品牌得到了一定程度的发展，但与发达国家相比，仍有一定差距。
2016年未来全球工业机器人市场趋势包括：大国政策主导，促使工业与服务机器人市场增长；汽车工业仍为工业机器人主要用户；双臂协力型机器人为工业机器人市场新亮点。
一、什么是工业机器人工业机器人是一种通过重复编程和自动控制，能够完成制造过程中某些操作任务的多功能、多自由度的机电一体化自动机械装备和系统，它结合制造主机或生产线，可以组成单机或多机自动化系统，在无人参与下，实现搬运、焊接、装配和喷涂等多种生产作业。
当前，工业机器人技术和产业迅速发展，在生产中应用日益广泛，已成为现代制造生产中重要的高度自动化装备。
二、工业机器人的特点自20世纪60年代初第一代机器人在美国问世以来，工业机器人的研制和应用有了飞速的发展，但工业机器人最显著的特点归纳有以下几个。
1.可编程。
生产自动化的进一步发展是柔性自动化。
工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程，因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用，是柔性制造系统（ＦＭＳ）中的一个重要组成部分。
2.拟人化。
工业机器人在机械结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分，在控制上有电脑。
自学工业机器人知识点总结
自学工业机器人知识点总结一、应用领域1. 制造业：工业机器人在制造业中有着广泛的应用。
在汽车制造、电子产品制造、航空航天制造等行业中，工业机器人被用于各种装配、焊接、喷涂、搬运等工作。
2. 医疗行业：工业机器人还被用于医疗行业中，如手术机器人可以进行微创手术，精确操作。
3. 农业：在农业领域中，工业机器人可以应用于农田灌溉、播种、收割等作业。
4. 建筑业：工业机器人在建筑行业中也有应用，如大型机器人臂可以用于建筑物的施工。
5. 其他行业：此外，工业机器人还有应用于食品加工、包装行业等领域。
二、工业机器人的分类1. 按工作方式划分：- 固定式工业机器人- 移动式工业机器人- 可变式工业机器人2. 按结构划分：- 关节式工业机器人- 直线式工业机器人- 并联式工业机器人- 混合式工业机器人3. 按动力来源划分：- 电动工业机器人- 液压式工业机器人- 气动工业机器人4. 按使用环境划分：- 有害环境中使用的工业机器人- 超洁净环境中使用的工业机器人- 无人操作环境中使用的工业机器人三、工业机器人的主要构成部分1. 机械结构机械结构是工业机器人的主体部分，包括基座、关节、执行器、末端执行器等，用于支撑和实现机器人的运动。
2. 控制系统控制系统是工业机器人的大脑，包括控制器、传感器、编码器等，用于控制机器人的运动和动作。
3. 电气系统电气系统包括电动机、传动装置、电缆等，用于提供机器人的动力和能量。
4. 软件系统软件系统包括机器人的编程软件、仿真软件等，用于实现机器人的编程和仿真。
四、工业机器人的工作原理工业机器人的工作原理可以概括为接收控制指令、进行动作执行、实现精确位置控制和多轴协同运动，具体包括以下几个方面：1. 传感器采集环境信息工业机器人通过传感器采集环境信息，如视觉传感器、力传感器等，用于感知周围环境和工作对象的位置、形状、力度等信息。
2. 控制系统实现动作规划控制系统根据采集到的环境信息和控制指令，对机器人的动作进行规划，包括路径规划、速度控制、动作协调等。
工业自动化机器人在智能制造中的关键技术与应用
工业自动化机器人在智能制造中的关键技术与应用引言：随着科技的快速发展，工业自动化机器人在智能制造中发挥着越来越重要的作用。
工业自动化机器人凭借其灵活性、精确性和高效性，成为现代制造业的重要助手和关键技术。
本文将深入探讨工业自动化机器人在智能制造中的关键技术和应用，重点涵盖机器人智能化、感知技术、运动控制技术等方面。
一、机器人智能化机器人智能化是工业自动化机器人在智能制造中的核心技术之一。
传统机器人往往需要人工干预或者固定的程序进行操作，无法适应复杂多变的生产场景。
而智能机器人通过引入人工智能技术，能够实现自主学习、自主感知和自主决策的能力，大大提高了工业生产的智能化程度。
1. 机器人学习能力机器人学习能力是智能机器人的核心特征之一。
通过机器学习算法和模型，机器人能够根据传感器获取的数据，自主学习并不断优化自身的工作方式。
例如，机器人可以通过学习来准确定位和抓取物体，实现更精确的操作。
机器人学习能力的提升，能够有效提高生产线的效率和准确性。
2. 机器人感知能力机器人感知能力是指机器人通过传感器对周围环境进行感知和理解的能力。
智能机器人可以通过视觉识别技术、声音识别技术、力觉传感技术等，感知并理解周围环境的信息。
例如，在装配生产线中，机器人可以通过视觉识别技术准确辨认零件的位置和方向，实现自动装配。
机器人感知能力的提升，能够使其更好地适应不同的生产场景，提高生产质量和效率。
二、感知技术感知技术是工业自动化机器人在智能制造中的关键技术之一。
通过传感器设备，机器人可以感知周围环境的信息，从而做出相应的决策和动作。
1. 视觉识别技术视觉识别技术是机器人感知技术中的重要组成部分。
通过视觉传感器和计算机视觉算法，机器人能够识别并理解周围物体的形状、颜色、位置等特征。
例如，在物流领域中，机器人可以通过视觉识别技术准确识别货物的标签或条形码，实现智能化的物流管理。
视觉识别技术的应用，不仅提高了生产线的自动化程度，还可以减少人工错误和提高工作效率。
工业机器人常见五大应用领域及关键技术【最新整理】
工业机器人常见五大应用领域及关键技术去年全球工业机器人销量达到24万台，同比增长8%。
其中，我国工业机器人市场销量超过6.6万台，继续保持全球第一大工业机器人市场的地位。
但是，按机器人密度来看，即每万名员工对应的机器人保有量，我国不足30台，远低于全球约为50多台的平均水平。
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2016年机器人产业将继续保持快速增长，今年一季度我国工业机器人产量为11497台，同比增长19.9%。
此外，数据显示，2015年我国自主品牌工业机器人生产销售达22257台，同比增长31.3%。
国产自主品牌得到了一定程度的发展，但与发达国家相比，仍有一定差距。
2016年未来全球工业机器人市场趋势包括：大国政策主导，促使工业与服务机器人市场增长；汽车工业仍为工业机器人主要用户；双臂协力型机器人为工业机器人市场新亮点。
一、什么是工业机器人工业机器人是一种通过重复编程和自动控制，能够完成制造过程中某些操作任务的多功能、多自由度的机电一体化自动机械装备和系统，它结合制造主机或生产线，可以组成单机或多机自动化系统，在无人参与下，实现搬运、焊接、装配和喷涂等多种生产作业。
当前，工业机器人技术和产业迅速发展，在生产中应用日益广泛，已成为现代制造生产中重要的高度自动化装备。
二、工业机器人的特点自20世纪60年代初第一代机器人在美国问世以来，工业机器人的研制和应用有了飞速的发展，但工业机器人最显著的特点归纳有以下几个。
1.可编程。
生产自动化的进一步发展是柔性自动化。
工业机器人可随其工作环境变化的需要而再编程，因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用，是柔性制造系统（ＦＭＳ）中的一个重要组成部分。
2.拟人化。
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国际标准化组织(ISO)的定义：“机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程 能力的多功能机械手，这种机械手具有几个轴，能够借助于可编程序操作来处理 各种材料、零件、工具和专用装置，以执行种种任务。”
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一般认为机器人应具有的共同点为：
龙门式喷漆机器人
搬运机器人
码垛机器人
喷漆机器人
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机器人的组成、分类
机器人是一个机电一体化的设备。从控制观点来看，机器 人系统可以分成四大部分：机器人执行机构、驱动装置、 控制系统、感知反馈系统。
机器人
执行机构
驱动装置
控制系统 气 压 驱 动 装 置
关键技术 攻关
新型机构 与驱动
网络化与 移动感知
多机器人 协调技术
微纳操作 技术
前沿技术 探索
材 料 感知
仿生
智能
微型
网络 交互
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涂胶机器人
SCARA型装配机器人
2010-2015年工业机器人日本销量
工业机器人销量（台） 35000 30000 25000 20000 15000 12767 10000 5000 0 2010 2011 2012 2013 2014 2015 21903 33138 28000 增长率 80%
2015年主要国家工业机器人保有量
ABB
IRB系列
欧系
库卡（KUKA）
开源系统平台，标 汽车工业、金 准化编程、轻量化、 LBR、KR系列 属加工等 响应速度快 汽车、电子电 气、食品等 汽车工业、电 子电气、金属 加工等 高精度、双臂机器 人、多轴机器人 轻量化、标准化标 称、操作简单 Motoman、 SEMISTAR系 列 R系列、M系 列、 LR系列等
国家/ 区域 日本
产能 份额 66%
保有量 份额 23%
机器 人 密度 约300 台 /万 人 约200 台 /万 人 不足 30 台 /万 人
欧洲
26%
29%
中国
不足 1%
10%
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日本是全球工业机器人最大的生产国,中国为 最大消费国
广州数控
数控系统、 机器人、控 制器等
2.43亿元人 民币
为用户提供GSK全系列机床控制系统、进给伺服驱动装置和伺服电机、 大功率主轴伺服驱动装置和主轴伺服电机等数控系统的集成解决方 案。GSK工业机器人是主研发生产，具有独立知识产权的最新产品。
埃夫特智能装备股份有限公司是国内唯一一家通过大规模产业化应 用而迈向研发制造的机器人公司,也是目前国内销售规模最大的工业 机器人厂商。产品迅速在汽车零部件、卫陶、五金、家电、机加工、 酿酒及消费类电子等行业进行应用渗透。 公司自成立以来始终专注于高端智能机械装备及其核心控制和功能 部件研发、生产和销售，主要产品包括应用于金属成形机床的数控 系统、电液伺服系统、广泛适用于各种机械装备的交流伺服系统， 以及工业机器人及成套标型机器人
3）极坐标型机器人
4）关节型机器人
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工业机器人保有量（台）
28680
25110
60% 40% 20% 0% -20%
350000 300000 250000
304001
200000
150000
-40% -60% -80%
100000 50000
0
韩国 德国 美国 日本 中国
@Analysys 易观智库･国际机器人联盟（IFR）
数控系统、机器人 等
汽车、金属加工 60亿美元 等
14亿美元
伺服电机、控制系 统、机器人等
汽车、食品、机 38亿美元 械加工等 1757亿 日元 13.4亿美 元
13亿美元
液压元器件、轴承、 汽车、机械加工 锻压机床、机器人、 等 控制系统等 工业机器人、能 源开发设备、航 空航天设备等 汽车、航空、 船舶、医疗、 石油化工等
132亿日元
未知
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ABB、发那科、库卡、安川电机四家企业是全球主要的工业机器 人供货商
• 从全球来看，日本和欧洲是工业机器人的主要产地，ABB、发那科（FANUC）、库卡 （KUKA）和安川电机（YASKAWA）四家企业是工业机器人的主要供货商。 2015年四大 家族工业机器人收入合计约为50 亿美元，占据着全球约50%的市场份额。
上游
• 手臂、底座、转座、手腕、支柱等本体零部件 • 操作系统、传感器等
中游
• 系统集成、软件二次开发 • 手爪等定制末端执行器
下游
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日本、德国、韩国、美国四国的工业机器人市场成熟度高， 中国是最具潜能的发展国家
高
领先国家
市 场 成 熟 度
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提纲
1
2 3 4
工业机器人简介
国内外工业机器人发展概况 工业机器人关键技术 其他工业机器人
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工业机器人构成
• 控制系统、伺服系统 • 减速机、控制器、伺服电机等核心零部件
36560
21307 18297
23000
25110
≈40W ≈22W ≈70W
15000 10000 5000 0 德国 韩国 美国 日本 中国
＜1W
≈1W
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日本、德国、美国等发达国家工业机器人技术和渗透率优势明显
先发优势
•1954年，美 国率先提 出 工业机器人概 念。 •1967年日本 引进工业 机 器人技术，处 于领先。
技术沉淀
•PLC、CNC等 先进系统 源于 国外，减速机、 控制器等核心 零部件被国际 企业垄断，其 中日本在减速 机、伺服电机 等核心零部件 的研发方面处 于全球领先。
环境驱动
•上世纪70年 代，日本、德 国等国的人口 红利消失，劳 动力成本大幅 提升，而汽车、 电子等产业的 快速发展倒逼 企业提升产能。
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工业机器人简介
国内外工业机器人发展概况 工业机器人关键技术 其他工业机器人
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1920年，捷克剧作家卡里洛· 奇别克在其科幻剧本《罗萨姆万能机器 人制造公司》(Rossum’s Universal Robots)首次使用了ROBOT这个名词， 意思是“人造的人”。现在已被人们作为机器人的专用名词。
安川电机 Yaskawa 日系 发那科 （FANUC）
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18
国内工业机器人厂商盘点——上市企业
企业名称 主营业 务
机器人、控 制器等
2013年 营业收入
13.19亿元人 民 币
公司现状
新松机器人自动 化有限公司
公司成立于2000年. 在北京、上海、深圳、广州、济南设有机器人 工程中心,新松在国内规模最大,品牌产品线齐全,最具影响力。
发展国家
低
•日本、德国的工业机器人 水平全球领先，其中，日 本在工业机器人关键零部 件（减速机、伺服电机等） 的研发方面具备较强的技 术壁垒。德国工业机器人 在原材料、本体零部件和 系统集成方面有一定优势。 •中国处于工业机器人生产 的产业链下游，多数厂商 承担系统二次开发、定制 部件和售后服务等附加值 低的工作。但市场需求正 在迅速扩大，国内企业的 自主研发能力不断提升， 未来几年将拉近与国际厂 商的差距。
关 节 伺 服 控 制 器
感知系统
(
手 部
腕 部
臂 部
腰 部
固 定基 或 移座 动
电 驱 动 装 置
液 压 驱 动 装 置
处 理 器
内 部 传 感 器
外 部 传 感 器
)
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一、执行机构 包括：手部、腕部、臂部、腰部和基座等。相当于人的肢体。 二、驱动装置 包括：驱动源、传动机构等。相当于人的肌肉、筋络。 三、感知反馈系统 包括：内部信息传感器，检测位置、速度等信息；外部信息传感器，检测机器人所 处的环境信息。相当于人的感官和神经。 四、控制系统 包括：处理器及关节伺服控制器等，进行任务及信息处理，并给出控制信号。相当 于人的大脑和小脑。 内部传感器（位形检测） 控制系统 处理器 1 关节控制器 驱动 装置 执行 机构 工作对象
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我国机器人当前主要研究方向
微制造 机器人装备 核工业 机器人 电力检测 机器人 油气管道 检测 仿生与生 物机器人 极地科考 机器人 助老助残 家庭服务