【MFC推荐】硬核科普：工业机器人的结构和原理

工业机器人已经渗透到各行各业，帮助人们完成焊接、搬运、喷涂、冲压等各项任务，那么你有思考过机器人是怎么做到这一些的吗？它的内部结构又是怎样的呢？今天我们就通过一段动画视频，带大家了解工业机器人的结构和原理。

机器人可以分为硬件部分和软件部分，硬件部分主要包括本体和控制器，而软件部分主要指的是它的控制技术。

本体部分

先来说下机器人的本体部分。工业机器人是仿照人的手臂来进行设计的。我们以现代机器人HS220型号为例，从外观来看，主要有底座、下框架、上框架、手臂、腕体、腕托等六个部分。

机器人的各个关节就和人类的肌肉一样，靠伺服电机和减速器来控制移动。伺服电机是动力的来源，机器人的运行速度以及负载重量如何，都和伺服电机有关。而减速器则是动力传输的中介，它拥有许多不同的尺寸。一般对于微型机器人来说，要求的重复精度都很高，一般在0.001英寸或0.0254毫米以下。伺服电机与减速器相连，可以帮助提高精度，提高减速器的传动比。

HS220拥有6个伺服电机和减速器，它们安装在每一个连接的接头上，使机器人可以向六个方向进行移动，也就是我们所说的六轴机器人。这六个方向分别是X轴-前后，Y轴-左右，Z轴-上下，RX-绕X轴旋转，RY-绕Y轴旋转，RZ-绕Z轴旋转。正是这种拥有多个维度移动的能力，机器人才可以摆出不同的姿势，完成各项任务。

控制器

机器人的控制器相当于机器人的大脑，它参与的是计算发送指令和能量供应的整个过程，它根据指令以及传感器信息控制机器人完成一定的动作或作业任务，是决定机器人功能和性能的主要因素。

^{现代机器人最新款Hi6-S控制柜}

除了以上两大部件外，机器人的硬件部分还包括：

• SMPS，开关电源提供能量；
• CPU模块，控制行动；
• 伺服驱动模块，控制电流让机器人关节移动；
• 持续模块，相当于人类的交感神经，接管机器人的安全、迅速控制机器人以及紧急情况停止等；
• 输入输出模块，相当于检测反应神经，是机器人与外部世界的接口。

控制技术

机器人的控制技术，指的是快速准确地操作机器人应用的一个领域。机器人的一大优点就是它的程序可以很容易修改，这一点可以让他们在不同的场景切换使用。为了能够使人们操控机器人，就必须依靠示教器来进行。在示教器的显示界面上，我们可以看到机器人的编程语言HR Basic以及机器人的各项状态。我们可以通过示教器来完成机器人的编程。

控制技术的第二个部分是通过绘制表格，然后根据图表来控制机器人的运动。我们可以使用计算出的力学数据来完成对机器人的规划和动作控制。

此外，机器视觉，以及最近热门的人工智能沉浸式深度学习及分类等这些，都是属于控制技术的范畴。

现代机器人也有专门的研发团队，来研究机器人的控制技术。除此之外，我们也有机械系统研发团队来负责机器人的本体，控制平台团队负责控制器，以及应用控制团队负责控制技术。正是多个部门的团结协作，才组成了如今的现代机器人。

^{现代机器人研究所}

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