3.1 工业机器人的结构

机器人是典型的机电一体化产品，一般由机械本体、控制系统、传感器和驱动器四部分组成。机械本体是机器人实施作业的执行机构；为对本体进行精确控制，传感器应提供机器人本体或其所处环境的信息；控制系统依据控制程序产生指令信号，来控制各关节运动坐标的驱动器，使各臂杆端点按照要求的轨迹、速度和加速度，以一定的姿态达到空间指定的位置；驱动器将控制系统输出的信号变换成大功率的信号，以驱动执行器工作。

3.1.1 机械本体

机械本体是机器人赖以完成作业任务的执行机构，一般是一台机械手，也称操作器或操作手，可以在确定的环境中执行控制系统指定的操作。典型工业机器人的机械本体一般由手部（末端执行器）、腕部、臂部、腰部和基座构成。机械手多采用关节式机械结构，一般具有6个自由度，其中3个用来确定末端执行器的位置，另外3个则用来确定末端执行器的方向（姿势）。机械本体上的末端执行器可以根据操作需要换成焊枪、吸盘、扳手等作业工具。

3.1.2 控制系统

控制系统是机器人的指挥中枢，相当于人的大脑。它负责对作业指令信息和内外环境信息进行处理，并依据预定的本体模型、环境模型和控制程序做出决策，产生相应的控制信号，然后通过驱动器驱动执行机构的各个关节按所需的顺序、沿确定的位置或轨迹运动，从而完成特定的作业。从控制系统的构成看，有开环控制系统和闭环控制系统之分；从控制方式看，有程序控制系统、适应性控制系统和智能控制系统之分。

3.1.3 驱动器

驱动器是机器人的动力系统，相当于人的心血管系统，一般由驱动装置和传动机构两部分组成。按驱动方式的不同，驱动装置可以分成电动、液动和气动三种类型。驱动装置中的电动机、液压缸和气缸可以与操作机构直接相连，也可以通过传动机构与执行机构相连。传动机构通常有齿轮传动、链传动、谐波齿轮传动、螺旋传动和带传动等几种类型。

3.1.4 传感器

传感器是机器人的感测系统，相当于人的感觉器官，是机器人系统的重要组成部分，包括内部传感器和外部传感器两大类。内部传感器主要用来检测机器人本身的状态，为机器人的运动控制提供必要的本体状态信息，如位置传感器、速度传感器等。外部传感器则用来感知机器人所处的工作环境或工作状况信息，可分成环境传感器和末端执行器传感器两种类型；前者用于识别物体和检测物体与机器人的距离等信息，后者安装在末端执行器上，用于检测处理精巧作业时的感觉信息。常见的外部传感器有力觉传感器、触觉传感器、接近觉传感器和视觉传感器等。