工業(yè)機器人由主體、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個基本部分組成。主體即機座和執(zhí)行機構(gòu),包括臂部、腕部和手部,有的機器人還有行走機構(gòu)。大多數(shù)工業(yè)機器人有3~6個運動自由度,其中腕部通常有1~3個運動自由度;驅(qū)動系統(tǒng)包括動力裝置和傳動機構(gòu),用以使執(zhí)行機構(gòu)產(chǎn)生相應的動作;控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動系統(tǒng)和執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令信號,并進行控制。 工業(yè)機器人按臂部的運動形式分為四種。直角坐標型的臂部可沿三個直角坐標移動;圓柱坐標型的臂部可作升降、回轉(zhuǎn)和伸縮動作;球坐標型的臂部能回轉(zhuǎn)、俯仰和伸縮;關節(jié)型的臂部有多個轉(zhuǎn)動關節(jié)。
工業(yè)機器人顯著的特點有以下幾個: (1)可編程。生產(chǎn)自動化的進一步發(fā)展是柔性啟動化。工業(yè)機器人可隨其工作環(huán)境變化的需要而再編程,因此它在小批量多品種具有均衡率的柔性制造過程中能發(fā)揮很好的功用,是柔性制造系統(tǒng)中的一個重要組成部分。 (2)擬人化。工業(yè)機器人在機械結(jié)構(gòu)上有類似人的行走、腰轉(zhuǎn)、大臂、小臂、手腕、手爪等部分,在控制上有電腦。此外,智能化工業(yè)機器人還有許多類似人類的“生物傳感器”,如皮膚型接觸傳感器、力傳感器、負載傳感器、視覺傳感器、聲覺傳感器、語言功能等。傳感器提高了工業(yè)機器人對周圍環(huán)境的自適應能力。 (3)通用性。除了專門設計的專用的工業(yè)機器人外,一般工業(yè)機器人在執(zhí)行不同的作業(yè)任務時具有較好的通用性。比如,更換工業(yè)機器人手部末端操作器(手爪、工具等)便可執(zhí)行不同的作業(yè)任務。
在機器人技術在20世紀70年代后期,許多美國公司的興趣增加進入該領域,包括大公司,如通用電氣和通用汽車公司(這就形成合資 FANUC機器人與FANUC日本LTD)。美國創(chuàng)業(yè)公司包括Automatix和嫻熟技術,公司在機器人熱潮在1984年的高度,Unimation收購了西屋電氣公司 107萬美元。西屋出售Unimation以史陶比爾法韋日SCA的法國于1988年,還在進行關節(jié)型機器人用于一般工業(yè)和潔凈室應用,甚至買的機器人事業(yè)部,博世于2004年底。
我國在服務機器人領域的研發(fā)與日本、美國等國家相比起步較晚。在國家863計劃的支持下,我國在服務機器人研究和產(chǎn)品研發(fā)方面已開展了大量工作,并取得了一定的成績,如哈爾濱工業(yè)大學研制的導游機器人、迎賓機器人、清掃機器人等;華南理工大學研制的機器人護理床;中國科學院自動化研究所研制的智能輪椅等。