1920年,捷克作家卡雷爾·凱佩克(Karel Capek)發(fā)表了科幻劇本《羅薩姆的機(jī)器人》。在劇本中,凱佩克把捷克語“Robota”寫成了“Robot”,“Robota”是奴隸的意思。該劇預(yù)告了機(jī)器人的發(fā)展對人類社會的悲劇性影響,引起了人們的廣泛關(guān)注,被當(dāng)成了“機(jī)器人”一詞的起源。在該劇中,機(jī)器人按照其主人的命令默默地工作,沒有感覺和感情,以呆板的方式從事繁重的勞動。移動機(jī)器人具有移動功能,在代替人從事危險(xiǎn)、惡劣(如輻射、有毒等)環(huán)境下作業(yè)和人所不及的(如宇宙空間、水下等)環(huán)境作業(yè)方面,比一般機(jī)器人有更大的機(jī)動性、靈活性。

美國機(jī)器人工業(yè)協(xié)會給出的定義是:機(jī)器人是一種用于移動各種材料、零件、工具或裝置,通過可編程動作來執(zhí)行各種任務(wù),并具有編程能力的多功能操作機(jī)。 [3] 日本工業(yè)機(jī)器人協(xié)會給出的定義是:機(jī)器人是一種帶有記憶裝置和末端執(zhí)行器的、能夠通過自動化的動作而代替人類勞動的通用機(jī)器。 [3] 國際標(biāo)準(zhǔn)化組織對機(jī)器人的定義是:機(jī)器人是一種能夠通過編程和自動控制來執(zhí)行諸如作業(yè)或移動等任務(wù)的機(jī)器。機(jī)器人操作臂的定位精度是根據(jù)使用要求確定的,而機(jī)器人操作臂本身所能達(dá)到的定位精度,取決于定位方式、運(yùn)動速度、控制方式、臂部剛度、驅(qū)動方式、緩沖方法等因素。

度可達(dá)10m/s,比一般關(guān)節(jié)式機(jī)器人快數(shù)倍。它適用于平面定位,而在垂直方向進(jìn)行裝配的作業(yè)。 [3] 球(極)坐標(biāo)型機(jī)器人 [3]?圖1-4 SCARA機(jī)器人 [3] ⑤關(guān)節(jié)型機(jī)器人 這類機(jī)器人由2個肩關(guān)節(jié)和1個肘關(guān)節(jié)進(jìn)行定位,由2個或3個腕關(guān)節(jié)進(jìn)行定向。其中,一個肩關(guān)節(jié)繞鉛直軸旋轉(zhuǎn),另一個肩關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)俯仰,這兩個肩關(guān)節(jié)軸線正交,肘關(guān)節(jié)平行于第二個肩關(guān)節(jié)軸線,如圖1-5所示。這種構(gòu)形動作靈活,工作空間大,在作業(yè)空間內(nèi)手臂的干涉,結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小,關(guān)節(jié)上相對運(yùn)動部位容易密封防塵。示教輸入型的示教方法有兩種:一種是由操作者用手動控制器(示教操縱盒),將指令信號傳給驅(qū)動系統(tǒng),使執(zhí)行機(jī)構(gòu)按要求的動作順序和運(yùn)動軌跡操演一遍。

但是,機(jī)器人的自由度是根據(jù)其用途而設(shè)計(jì)的,可能少于6個自由度,也可能多于6個自由度。例如,A4020型裝配機(jī)器人具有4個自由度,可以在印制電路板上接插電子器件;8、安川3HEA505954伺服電機(jī)位置不準(zhǔn)原點(diǎn)錯亂跑偏位輸出不平衡維修。PUMA562型機(jī)器人具有6自由度,可以進(jìn)行復(fù)雜空間曲面的弧焊作業(yè)。從運(yùn)動學(xué)的觀點(diǎn)看,在完成某一特定作業(yè)時具有多余自由度的機(jī)器人,就叫作冗余自由度機(jī)器人,亦可簡稱冗余度機(jī)器人。例如PUMA562機(jī)器人去執(zhí)行印制電路板上接插電子器件的作業(yè)時,就成為冗余度機(jī)器人。利用冗余的自由度可以增加機(jī)器人的靈活性、躲避障礙物和改善動力性能。人的手臂(大臂,小臂,手腕)共有7個自由度,所以工作起來很靈巧,手部可回避障礙物從不同方向到達(dá)同一個目的點(diǎn)。