20世紀(jì)50年代，為代替人工從事單調(diào)、重復(fù)的體力勞動(dòng)或危險(xiǎn)的工作，提高產(chǎn)品質(zhì)量，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。從那以后，機(jī)器人作為生產(chǎn)自動(dòng)化的典型代表，在制造業(yè)領(lǐng)域獲得了巨大成功。

那么什么是機(jī)器人呢？從人們一般的理解來看，機(jī)器人是具有一些類似人的功能的機(jī)械電子裝置，或者叫自動(dòng)化裝置，它仍然是個(gè)機(jī)器。它有三個(gè)特點(diǎn)，一個(gè)是有類似人的功能，比如說作業(yè)功能，感知功能，行走功能；它能完成各種動(dòng)作；它還有一個(gè)顯著特點(diǎn)是根據(jù)人的編程能自動(dòng)的工作，就是通過編程，可以改變它的工作、動(dòng)作、工作的對(duì)象和工作的一些要求。

1、機(jī)器人的組成

一個(gè)機(jī)器人由機(jī)械部分、傳感部分和控制部分組成。這三大部分可分為機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、感受系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、機(jī)器人—環(huán)境交互系統(tǒng)、人—機(jī)交互系統(tǒng)六個(gè)子系統(tǒng)組成。

1.1、機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由機(jī)身、手臂、末端操作器三大件組成。每一大件都有若干自由度，構(gòu)成一個(gè)多自由度的機(jī)械系統(tǒng)。機(jī)器人按機(jī)械結(jié)構(gòu)劃分可分為直角坐標(biāo)型機(jī)器人、圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人、極坐標(biāo)型機(jī)器人、關(guān)節(jié)型機(jī)器人、SCARA型機(jī)器人以及移動(dòng)型機(jī)器人。

1.2、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是向機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)提供動(dòng)力的裝置。采用的動(dòng)力源不同，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)方式也不同。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)方式主要有四種：液壓式、氣壓式、電氣式和機(jī)械式。電力驅(qū)動(dòng)是目前使用最多的一種驅(qū)動(dòng)方式，其特點(diǎn)是電源取用方便，響應(yīng)快，驅(qū)動(dòng)力大，信號(hào)檢測(cè)、傳遞、處理方便，并可以采用多種靈活的控制方式，驅(qū)動(dòng)電機(jī)一般采用步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)，目前也有采用直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)，但是造價(jià)較高，控制也較為復(fù)雜，和電機(jī)相配的減速器一般采用諧波減速器、擺線針輪減速器或者行星齒輪減速器。

1.3、感受系統(tǒng)

它由內(nèi)部傳感器模塊和外部傳感器模塊組成，獲取內(nèi)部和外部環(huán)境中有用的信息。智能傳感器的使用提高了機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性、適應(yīng)性和智能化水平。人類的感受系統(tǒng)對(duì)感知外部世界信息是極其巧妙的，然而對(duì)于一些特殊的信息，傳感器比人類的感受系統(tǒng)更有效。

1.4、控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)機(jī)器人的作業(yè)指令以及從傳感器反饋回來的信號(hào)，支配機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)去完成規(guī)定的運(yùn)動(dòng)和功能。如果機(jī)器人不具備信息反饋特征，則為開環(huán)控制系統(tǒng)；具備信息反饋特征，則為閉環(huán)控制系統(tǒng)。根據(jù)控制原理可分為程序控制系統(tǒng)、適應(yīng)性控制系統(tǒng)和人工智能控制系統(tǒng)。根據(jù)控制運(yùn)動(dòng)的形式可分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制。

1.5、機(jī)器人—環(huán)境交互系統(tǒng)

機(jī)器人—環(huán)境交互系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與外部環(huán)境中的設(shè)備相互聯(lián)系和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)。機(jī)器人與外部設(shè)備集成為一個(gè)功能單元，如加工制造單元、焊接單元、裝配單元等。當(dāng)然也可以是多臺(tái)機(jī)器人集成為一個(gè)去執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)的功能單元。

1.6、人—機(jī)交互系統(tǒng)

人—機(jī)交互系統(tǒng)是人與機(jī)器人進(jìn)行聯(lián)系和參與機(jī)器人控制的裝置。例如：計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)終端、指令控制臺(tái)、信息顯示板、危險(xiǎn)信號(hào)報(bào)警器等。

2、機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用與展望

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)制造業(yè)將向敏捷制造業(yè)轉(zhuǎn)變。機(jī)器人將成為可重組的敏捷制造生產(chǎn)裝備的重要組成部分，為傳統(tǒng)制造企業(yè)向敏捷制造企業(yè)發(fā)展提供重要的技術(shù)支持。

在工業(yè)機(jī)器人飛速發(fā)展的同時(shí)，在非制造業(yè)領(lǐng)域?qū)�機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用的研究和開發(fā)也非�；钴S，這被稱為特種機(jī)器人技術(shù)。在研究和開發(fā)特種機(jī)器人的過程中，人們逐步認(rèn)識(shí)到機(jī)器人技術(shù)是感知、決策、行動(dòng)和交互四大技術(shù)的結(jié)合。隨著人們對(duì)機(jī)器人技術(shù)智能化本質(zhì)認(rèn)識(shí)的加深，機(jī)器人技術(shù)正源源不斷地向人類活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域滲透。結(jié)合這些領(lǐng)域的應(yīng)用特點(diǎn)，人們發(fā)展了各種特種機(jī)器人和智能機(jī)器，如仿人機(jī)器人、仿生機(jī)器人、微機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、水下機(jī)器人、移動(dòng)機(jī)器人、軍用機(jī)器人、空間機(jī)器人、農(nóng)林機(jī)器人等。它們從外觀上看已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)脫離了最初工業(yè)機(jī)器人的形狀，其智能和功能也大大超出了工業(yè)機(jī)器人的范圍，更加符合應(yīng)用領(lǐng)域的特殊要求。傳統(tǒng)的機(jī)器人是對(duì)人體的延伸，一般需要人來操作；而特種機(jī)器人和智能機(jī)器則是通過感知，由計(jì)算機(jī)推理進(jìn)行響應(yīng)和動(dòng)作，是對(duì)人類智能的延伸。據(jù)專家預(yù)測(cè)，21世紀(jì)將是非制造業(yè)自動(dòng)化技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)期。機(jī)器人以及其他智能機(jī)器將在空間和海洋探索、農(nóng)業(yè)及食品加工、采掘、建筑、醫(yī)療、服務(wù)、交通運(yùn)輸、軍事等領(lǐng)域快速發(fā)展并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。