工业机器人的分类

工业机器人的定义及特点工业机器人的分类关于工业机器人的分类，国际上没有制定统一的标准，有的按负载重量分，有的按控制方式分，有的按自由度分，有的按结构分，有的按应用领域分。

下面依据几个有代表性的分类方法列举机器人的分类。

1.按工业机器人结构坐标系统特点方式分类按结构坐标系统特点方式分，机器人可分为直角坐标型机器人、圆柱坐标型机器人、极坐标型（球面坐标型）机器人、关节坐标机器人、SCARA型水平关节机器人等五类。

2.按工业机器人执行机构的控制方式分类（1）点位控制方式机器人控制时只要求工业机器人快速准确地实现相邻各点之间的运动，而对达到目标点的运动轨迹不做任何规定。

（2）连续轨迹控制型机器人控制时要求工业机器人严格按照预定的轨迹和速度在一定的精度范围内运动，并且速度可控，轨迹光滑，运动平稳。

（3）力（力矩）控制型机器人在完成装配、抓放物体等工作时，除要准确定位之外，还要求使用适度的力或力矩进行工作。

（4）智能控制型机器人机器人的智能控制是通过传感器获得周围环境的信息，并根据自身内部的知识库做出相应的决策的控制方式。

3.按程序输入方式分类按程序输入方式可分为离线输入型和示教输入型两类。

工业机器人有以上优点，使得工业机器人及成套设备广泛应用于各个领域。

目前，工业机器人已广泛应用于汽车及汽车零部件制造业、机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、木材与家具制造业等领域中，如下表所示。

在工业生产中，弧焊机器人、点焊机器人、装配机器人、喷漆机器人及搬运塑料、轮胎上下料；去毛边冶金、钢铁钢、合金锭搬运；码垛；铸件去毛刺；浇口切割家电、家具装配；搬运；打磨；抛光；喷漆；玻璃制品切割、雕刻海洋勘探深水勘探；海底维修；建造航空航天空间站检修；飞行器修复；资料收集军事防爆；排雷；兵器搬运；放射性检测焊接机器人技术的新发展将激光用于焊接机器人是激光焊接的一种重要形式。

焊接机器人具有多自由度、编程灵活、自动化程度高、柔性程度高等特点，是焊接生产线的重要组成部分。

机器人的分类与应用场景随着科技的飞速发展，机器人在工业、医疗、教育、服务等多个领域都有了广泛的应用，越来越多的人开始关注机器人。

那么，机器人到底是什么，有哪些分类以及在哪些场景下得到应用呢？下面将从这些方面一一进行介绍。

一、机器人是什么？机器人是一种能够代替人类完成某些工作的机械装置，其基础技术包括机械、电子、控制、传感、信息处理等多个领域。

机器人具有自主决策、感知环境与执行任务的能力，并且能够适应各种不同的工作环境。

二、机器人的分类机器人按照应用场景的不同，可以分为许多不同的分类。

下面将介绍常见的几种机器人分类。

（一）按照外部形态而分类1.人形机器人：这类机器人的外形和人类非常相似，可以用来执行某些人类肢体难以完成的复杂工作，例如探险、救援等。

代表作品例如日本的ASIMO和美国的ATLAS机器人。

2.轮式机器人：这类机器人通常使用轮子或履带作为移动方式，能够在不平坦的地形上自由行动。

应用领域广泛，例如自动化物流、清洁等。

代表作品例如雅培的Lynx机器人和iRobot的Roomba机器人。

3.飞行机器人：这类机器人使用飞行方式进行移动，如无人驾驶飞机和四旋翼飞行器等。

主要应用于空中摄影、检测、救援等领域。

代表作品包括微软的Hover Machine和中国的大疆创新的Phantom系列。

（二）按照使用方式而分类1.工业机器人：这类机器人主要用于生产线上进行工艺生产，例如汽车、电子产品等制造。

它们可以完成重复性、高精度的工艺操作，如焊接、喷涂和点胶等。

国内较著名的厂商有ABB、KUKA。

2.服务机器人：这类机器人用于提供服务，例如接待、售货员等。

他们能够根据消费者的需求智能地进行服务，如日本的Pepper机器人和美国的Tally机器人等。

3.医疗机器人：这类机器人在医疗领域得到广泛应用，如手术机器人、康复机器人、检测机器人等。

代表作品例如美国的Da Vinci手术机器人和加拿大的Medrobotics双向操作式内窥镜。

1.1工业机器人的分类工业机器人对现在新兴产业的发展和传统产业的转型都起着至关重要的作用。

现在越来越广泛的应用于各行各业，随着工业机器人市场的火爆，其种类也是花样百岀。

关于工业机器人的分类，国际上并没有制左统一的标准，有的按负载重量分，有的按控制方式分，有的按结构分，有的按应用领域分，按机器人的发展等级可大致分为以下几种，见表1°1.1.1根据机械结构（坐标形式）分类工业机器人按其几何结构形式来分，可归为两大类：串联机器人与并联机器人。

串联机器人是开式运动链，它是由一系列连杆通过转动关节或移动关节串联而成。

关节由驱动器驱动，关节的相对运动导致连杆的运动，使手爪到达一定的位姿。

如图1・1所示。

图1・1 KUKA六轴关节机器人并联机器人可以沱义为动平台和立平台通过至少两个独立的运动链相连接，机构具有两个或两个以上自由度，且以并联方式驱动的一种闭环机器人，如图1・2所示。

图1・2 IRB 360 FlexPicker并联机器人1.1.1.1串联机器人串联机骼人的机构运动特征是用其坐标特性来描述的。

按基本动作机构，工业机器人通常可分为柱坐标机器人、球坐标机器人、笛卡尔坐标机器人和多关节型机器人。

1.柱坐标机器人当水平臂或杆架安装在一垂直柱上，而该柱又安装在一个旋转基座上，这种结构可称为柱坐标机器人，如图1・3所示。

柱坐标机器人具有一个回转和两个平移自由度，其动作空间呈圆柱体。

其运动特点如下：•手臂可伸缩（沿r方向）•滑动架（或托板）可沿柱上下移动（z轴方向）•水平臂和滑动架组合件可作为基座上的一个整体而旋转（绕z轴）一般旋转不允许超过360°,因为有液压、电气或气动联接机构或连线造成的这种约束。

根据机械上的要求，其手臂伸出长度有一最小值和最大值，所以机器人总的体积或其工作包络范围呈圆柱体。

2.球坐标机器人球坐标机器人的空间位這分别由旋转、摆动和平移3个自由度确定。

由于机械和驱动连线的限制，机器人的工作包络范围是球体的一部分，如图1斗所示。

1.3.1 工业机器人的分类1按作业用途分类依据工业机器人具体的作业用途。

可分为点焊机器人、搬运机器人、喷漆机器人、涂胶机器人以及装配机器人等。

2按操作机的运动形态分类按工业机器人操作机运动部件的运动坐标把机器人区分为直角坐标式机器人、极(球)坐标式机器人、圆柱坐标式机器人和关节式机器人，如图１－3又所示。

另外，还有少数复杂的机器人是采用以上方式组合的组合式机器人。

3按机器人的负荷和工作范围分类工业机器人可分为:大型机器人--负荷为1～10kN，工作空间为10m3中型机器人--负荷为10～1000N，工作空间为1～10m3小型机器人--负荷为1～100N，工作空间为0.1～1m3超小型机器人--负荷为小于1N，工作空间小于0.1m3以上所谓负荷是指机器人在规定的性能条件下，机器人所能搬移的质量，其中包括了机器人末端执行器的质量。

4按机器人具有的运动自由度数分类机器人的自由度数的定义:操作机各运动部件独立运动的数目之和。

这种运动只有两种形态:直线运动和旋转运动。

机器人腕部的任何复杂运动都可由这两种运动来合成。

工业机器人的自由度数一般为2-7个，简易型的为2-4个自由度，复杂型的为5---7个自由度。

自由度数越多，机器人的“柔性”越好，但结构和控制也就越复杂。

5按机.器人控制系统的编程方式分类直接示教――工人手把手示教或示教盒示教;离线示教(或离线编程)—不对实际作业的机器人直接进行示教，而是脱离实际作业环境生成示教数据。

间接地对机器人进行示教。

6按机器人控制系统的控制方式分类点位控制机器人――只控制到达某些指定点的位置精度，而不控制其运动过程。

连续轨迹控制机器人――对运动过程的全部轨迹进行控制。

7根据能量转换方式分类将驱动器划分为液压驱动、气压驱动、电气驱动和新型驱动装置。

8其他分类在工业发展史上还有一种按其发展阶段对机器人进行分类第一代机器人---不具备传感器反馈信息的机器人.如固定程序的机械手或主从式操作机。

机器人的分类机器人已经成为现代社会中不可或缺的一部分。

它们的应用范围涵盖了工业生产、医疗保健、科学研究以及家庭服务等各个领域。

然而，机器人的种类繁多，按不同的分类标准可以将其分为几个主要的类别。

本文将探讨机器人的分类及其应用。

一、基于功能的分类根据机器人的功能和用途，可以将机器人分为以下几类：1. 工业机器人：工业机器人广泛应用于自动化生产线，用于完成重复且高强度的工作任务，如焊接、装配、搬运等。

它们通常具有高精度和高速度，并能够适应不同的生产环境。

2. 服务机器人：服务机器人设计用于提供人性化的服务，例如家庭清洁机器人、导览机器人、医疗护理机器人等。

这些机器人可以替代人类完成重复、繁琐或危险的任务，提高生活质量并减少人力资源的消耗。

3. 农业机器人：随着农业生产的自动化程度的提高，农业机器人也逐渐走入农田。

例如，无人驾驶的收割机器人可以在农作物成熟时自动收割，提高效率和产量。

此外，农业机器人还包括喷洒、植保和果实采摘等功能。

4. 医疗机器人：医疗机器人在医疗行业中发挥着重要的作用。

例如，手术机器人可以协助医生进行高精度的手术操作，减少手术风险并提高手术成功率。

另外，康复机器人也常用于康复治疗，帮助患者恢复肌肉功能和日常生活能力。

5. 教育机器人：教育机器人用于学校教育和辅助教学。

它们可以根据学生的需要提供个性化的教育资源和指导，激发学生的学习兴趣和创造力。

例如，编程教育机器人可以帮助学生学习编程技能，培养逻辑思维和问题解决能力。

二、基于能力的分类机器人还可以根据其智能和能力水平进行分类：1. 符号处理机器人：这类机器人能够对语音、图像等符号信息进行处理和分析。

它们通过感知、理解和生成语言或图像来与人进行交互。

2. 物理操作机器人：物理操作机器人具备感知和控制物体的能力。

它们可以根据环境的需求执行物理动作和操作，例如抓取、举起、放置等。

3. 社交机器人：社交机器人的主要能力是与人进行有效的沟通和交流。

工业机器人及其控制系统的分类与特点详解一、工业机器人的分类1. 按操作机坐标形式可分为：（1）直角坐标型工业机器人其运动部分由三个相互垂直的直线移动（即PPP）组成，其工作空间图形为长方形。

它在各个轴向的移动距离，可在各个坐标轴上直接读出，直观性强，易于位置和姿态的编程计算，定位精度高，控制无耦合，结构简单，但机体所占空间体积大，动作范围小，灵活性差，难与其他工业机器人协调工作。

（2）圆柱坐标型工业机器人其运动形式是通过一个转动和两个移动组成的运动系统来实现的，其工作空间图形为圆柱，与直角坐标型工业机器人相比，在相同的工作空间条件下，机体所占体积小，而运动范围大，其位置精度仅次于直角坐标型机器人，难与其他工业机器人协调工作。

（3）球坐标型工业机器人又称极坐标型工业机器人，其手臂的运动由两个转动和一个直线移动（即RRP,一个回转，一个俯仰和一个伸缩运动）所组成，其工作空间为一球体，它可以作上下俯仰动作并能抓取地面上或教低位置的协调工件，其位置精度高，位置误差与臂长成正比。

（4）多关节型工业机器人又称回转坐标型工业机器人，这种工业机器人的手臂与人一体上肢类似，其前三个关节是回转副（即RRR），该工业机器人一般由立柱和大小臂组成，立柱与大臂见形成肩关节，大臂和小臂间形成肘关节，可使大臂做回转运动和俯仰摆动，小臂做仰俯摆动。

其结构最紧凑，灵活性大，占地面积最小，能与其他工业机器人协调工作，但位置精度教低，有平衡问题，控制耦合，这种工业机器人应用越来越广泛。

（5）平面关节型工业机器人它采用一个移动关节和两个回转关节（即PRR），移动关节实现上下运动，而两个回转关节则控制前后、左右运动。

这种形式的工业机器人又称（SCARA(Seletive Compliance Assembly Robot Arm)装配机器人。

在水平方向则具有柔顺性，而在垂直方向则有教大的刚。

近年来，随着科技的飞速发展，机器人已经成为了现代社会中不可或缺的一部分。

2020年，新标准机器人在多个领域崭露头角，其四个基本分类更是成为了人们关注的焦点。

本文将深入探讨2020年新标准机器人的四个基本分类，为读者详细介绍其特点和应用。

二、工业机器人1.定义:工业机器人是指能够代替人类实施生产操作的多关节机械臂。

其主要用于完成重复性高、力量大和耐磨的工作任务。

2.特点:（1）精准度高: 工业机器人在操作过程中具有极高的精准度，能够完成微小的动作，从而大大提高了生产效率。

（2）可编程性强: 工业机器人可以通过编程改变其工作方式，适应不同的生产任务，因而具有很高的灵活性。

3.应用领域:工业机器人主要应用于汽车制造、电子电器制造、机械加工等行业，可以完成焊接、搬运、装配等各类工作。

三、服务机器人1.定义:服务机器人是指能够为人类提供服务并辅助人们完成日常生活的机器人。

其主要目的是降低人们的劳动负担，提高生活质量。

（1）智能化: 服务机器人一般搭载人工智能系统，可以感知周围环境、学习用户的习惯，并能够做出相应的智能决策。

（2）交互性强: 服务机器人能够与人类进行有效的交互，能够回答问题、提供帮助，并能够适应不同的使用场景。

3.应用领域:服务机器人在餐饮、酒店、医疗等行业中得到了广泛的应用，可以代替人类完成清洁、搬运、客户接待等工作。

四、医疗机器人1.定义:医疗机器人是指能够在医疗领域为患者和医生提供协助的机器人。

其主要目的是提高手术的精确度和安全性。

2.特点:（1）精密度高: 医疗机器人可以完成微创手术和精密操作，能够减少手术创伤，缩短恢复时间。

（2）安全性强: 医疗机器人搭载各种传感器和监控系统，能够实时监测患者的生命体征和手术情况，确保手术的安全进行。

3.应用领域:医疗机器人主要应用于外科手术、介入手术、康复治疗等领域，可以提高手术的成功率和患者的生存率。

五、军用机器人军用机器人是指能够在军事领域为军队提供支援和辅助的机器人。

⼯业机器⼈定义、特点、分类及典型应⽤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。

⼯业机器⼈特点有以下⼏个：(1)可编程。

⽣产⾃动化的进⼀步发展是柔性启动化。

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。

此外，智能化⼯业机器⼈还有许多类似⼈类的“⽣物传感器”，如⽪肤型接触传感器、⼒传感器、负载传感器、视觉传感器、声觉传感器、语⾔功能等。

传感器提⾼了⼯业机器⼈对周围环境的⾃适应能⼒。

(3)通⽤性。

除了专门设计的专⽤的⼯业机器⼈外，⼀般⼯业机器⼈在执⾏不同的作业任务时具有较好的通⽤性。

⽐如，更换⼯业机器⼈⼿部末端操作器（⼿⽖、⼯具等）便可执⾏不同的作业任务。

(4)⼯业机器技术涉及的学科相当⼴泛，归纳起来是机械学和微电⼦学的结合-机电⼀体化技术。

第三代智能机器⼈不仅具有获取外部环境信息的各种传感器，⽽且还具有记忆能⼒、语⾔理解能⼒、图像识别能⼒、推理判断能⼒等⼈⼯智能，这些都是微电⼦技术的应⽤，特别是计算机技术的应⽤密切相关。

因此，机器⼈技术的发展必将带动其他技术的发展，机器⼈技术的发展和应⽤⽔平也可以验证⼀个国家科学技术和⼯业技术的发展⽔平。

分类及其典型应⽤ 1.移动机器⼈（AGV）移动机器⼈（AGV）是⼯业机器⼈的⼀种类型，它由计算机控制，具有移动、⾃动导航、多传感器控制、⽹络交互等功能，它可⼴泛应⽤于机械、电⼦、纺织、卷烟、医疗、⾷品、造纸等⾏业的柔性搬运、传输等功能，也⽤于⾃动化⽴体仓库、柔性加⼯系统、柔性装配系统（以AGV作为活动装配平台）；同时可在车站、机场、邮局的物品分捡中作为运输⼯具。

国家标准GB/T12643－90将工业机器人定义为：工业机器是一种能自动定位控制，可重复编程的，多功能的、多自由度的操作机。

能搬运材料、零件或操持工具，用以完成各种作业。

工业机器人不同于机械手。

工业机器人具有独立的控制系统，可以通过编程实现动作程序的变化；而机械手只能完成简单的搬运、抓取及上下料工作，它一般作为自动机或自动线上的附属装置，工作程序固定不变。

一、工业机器人的组成和分类（一）工业机器人的组成工业机器人一般由操作机、驱动装置和控制系统三部分组成。

1.操作机。

操作机也称执行机构，由末端执行器、手腕、手臂和机座组成。

末端执行器又称手部，是操作机直接执行操作的装置。

其上可安装夹持器、工具、传感器等。

夹持器分为机械夹紧、磁力夹紧、液压张紧和真空抽吸四种。

手腕是连接手臂与末端执行器的部件，用来支承末端执行器并调整其资态。

手腕一般有2～3个回转自由度，可扩大手臂的工作范围。

手臂用于支承和调整手腕和末端执行器。

它由连接杆件和关节组成，包括肘关节和肩关节。

手臂与机座间通过关节边接，从而可扩大末端执行器姿态的动动范围。

机座是承力部件，在机器人中相对固定。

有固定式机座和移动式机座。

移动式机座下部的行走机构可以是滚轮或履带。

步行机器人的行走机构多为连杆机构。

2.驱动装置。

驱动装置为操作机工作提供动力。

按所采用的动力源分为电动、液动和气动三种类型。

其执行部件（伺服电动机、液压缸或所缸）可以与操作机直接相连，也可以通过齿轮、链条和谐波减速器与操作机连接。

3.控制系统。

控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统，其功能是控制工业机器人按照要求动作。

目前，工业机器人多采用计算机控制。

计算机控制系统一般分为三级：决策级--识别环境，建立模型，将作业任务分解为基本动作序列；策略级--将基本动作转变为关节坐标协调变化的规律，分配给各关节的伺服系统；执行级--将基本动作转变为关节坐标协调变化的规律，分配给各关节的伺服系统；（二）工业机器人的分类1.按坐标形式分。

1、工业机器人的定义：是一种能自动控制、可重复编程、多功能、多自由度的操作机，能够搬运材料，工件或者操持工具来完成各种作业。

2、工业机器人的四个特点：①拟人化：在机械结构上类似于人的手臂或者其他组织结构。

②通用性：可执行不同的作业任务，动作程序可按需求改变。

③独立性：完整的工业机器人系统在工作中可以不依赖于人的干预。

④智能性：具有不同程度的智能，⑤可编程性3、工业机器人的分类：①按结构运动形式分类②按运动控制方式分类③按机器人的性能指标分类④按程序输入方式分类⑤按发展程度分类4、按运动形式分类(1)直角坐标机器人(2)圆柱坐标机器人(3)球坐标机器人(4)多关节型机器人（水平多关节、垂直多关节）(5) 并联机器人（串联机器人一条传动链）5、工业机器人的应用：搬运、焊接（点焊、弧焊、激光）、涂装、（球型手腕、非球型手腕机器人）、装配、码垛、打磨6、刚体：在任何外力作用下，体积和形状都不发生改变的物体称为刚体。

7、空间直角坐标系：称为笛卡尔坐标系，它是以空间一点O为原点，建立三条两两相互垂直的数轴。

8、右手坐标系；三个轴的正方向符合右手规则，右手大拇指指向Z轴的正方向，食指指向X轴的正方向，中指指向Y轴的正方向。

9、自由度:是描述物体具有确定运动时所需要的独立运动参数的数目。

三维空间中描述位姿（位置和姿态）需要六个自由度，沿直角坐标系的平移和沿直角坐标系的旋转。

10、关节：是允许工业机器人机械臂各零件之间发生相对运动的机构，是两构件直接接触并能产生相对晕的的可动连接。

11、连杆：是工业机器人机械臂上被相邻两关节分开的部分，是保持各关节间固定关系的刚体，是机械结构中分别于主动和从动构件交接以传动运动和力的杆件。

作用：是将一种运动形式转变为另一种运动形式。

12、转动关节：转动关节又称为转动副，是连续两个连杆的组件中的一件相对于另一件绕固定轴线转动的关节，两个连杆之间做相对转动。

可分为回转关节和摆动关节13、回装关节：两连杆相对运动的转动轴线与连杆的纵轴线。