• 感知机能：获取外部环境信息的能力，如视觉、 触觉、听觉、力觉、距离感、接近觉等；
• 思维能力：认识、推理、判断能力；
• 人－机对话机能：理解指示命令，输出内部状 态，与人进行信息交换的能力。
智能机器人既不同于工业机器人的“示教－再
现”，也不同于操纵机器人的“操纵”，而是一
种“认知－适应"的工作方式。
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7.2.2 机器人的工作原理
机器人的工作原理是一个比较复杂的问题。简 单地说，机器人的原理就是模仿人的各种肢体动 作、思维方式和控制决策能力。从控制的角度， 机器人可以通过如下四种方式来达到这一目标。
1. “示教再现”方式：它通过“示教盒”或人 “手把手”两种方式教机械手如何动作，控制器 将示教过程记忆下来，然后机器人就按照记忆周 而复始地重复示教动作，如喷涂机器人。
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7.2 机器人的结构与控制方式
7.2.1 机器人的结构 简单地说，机器人主要由执行机构、驱动和
传动装置、传感器和控制器四大部分构成（如 图）。
记忆、示教 装置
控制 装置
驱动 装置
传感器
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图4-1 工业机器 CHENLI 人系统结构
• 空间机器人 在航天飞机上用来回收和维修人造 卫星，在空间站、月球表面和火星上进行工作。
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7.5 机器人的应用
机器人的应用十分广泛，在许多领域机器人都 得到了成功的应用或有着美好的应用前景。
• 工业机器人 工业机器人是应用最为成功和广泛 的机器人，它的应用涉及到工业生产的各个方 面，如焊接、装配、喷漆等。
• 海洋探测机器人 可用于海底矿物资源和水文气 象探测、海底地势勘查、打捞、救生、排险等。
• 遥控机器人：适用于特殊作业环境，如放射性
物质，真空，有毒气体等隔离工作环境。又如
高空、建筑、宇宙、海洋开发、火山探测、军
事战场等人不能到达的环境。 2021/3/7
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主从式机器人与人协同动作
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7.4 智能机器人
第三代智能机器人应具备以下四种机能：
• 运动机能 ：施加于外部环境，相当于人的手、 脚等动作机能；
机器人
7.1 机器人的诞生与发展 7.2 机器人的结构与控制方式 7.3 操纵机器人 7.4 智能机器人 7.5 机器人的应用 7.6 未来机器人的发展方向 7.7 我国机器人研究的简况
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17.1 机器ຫໍສະໝຸດ 的诞生与发展7.1.1 机器人的定义 7.1.2 机器人的分类 7.1.3 古代机器人 7.1.4 现代机器人
▼图4-3 MOVEMASTER-EX 五自由度机器人结构图
▲ 图4-2 实验室中的 MOVEMASTER-EX机器人实物照片
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美国UNIMATE公司产PUMA/560型六自由度机器人
▼ 图4-5 PUMA/560六自由度机器人 结构
▲ 图4-4 PUMA/560机器人
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2. “可编程控制”方式：工作人员事先根据机器 人的工作任务和运动轨迹编制控制程序，然后将 控制程序输入给机器人的控制器，起动控制程序， 机器人就按照程序所规定的动作一步一步地去完 成，如果任务变更，只要修改或重新编写控制程 序，非常灵活方便。大多数工业机器人都是按照 前两种方式工作的。
• 位置控制
• 点位控制－PTP（Point to Point）：只考虑 起始点和目的点的位置，而不考虑两点之间 的移动路径的控制方式，适用于上下料、点 焊、搬运等；
• 连续路径控制－CP（Continuous Path）： 不但要求机器人以一定的精度到达目标点， 而且对其移动的轨迹形式有一定精度范围的 要求。
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执行机构：机器人的足、腿、手、臂、腰及关节等， 它是机器人运动和完成某项任务所必不可少的组 成部分。
驱动和传动装置：用来有效地驱动执行机构的装置， 通常采用液压、电动和气动，有直接驱动和间接 驱动二种方式。
传感器：是机器人获取环境信息的工具，如视觉、 听觉、嗅觉、触觉、力觉、滑觉和接近觉传感器 等，它们的功能相当于人的眼、耳、鼻、皮肤及 筋骨。
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3. “遥控”方式：由人用有线或无线遥控器控制 机器人在人难以到达或危险的场所完成某项任务。 如防暴排险机器人、军用机器人、在有核辐射和 化学污染环境工作的机器人等。
4. “自主控制”方式：是机器人控制中最高级、 最复杂的控制方式，它要求机器人在复杂的非结 构化环境中具有识别环境和自主决策能力，也就 是要具有人的某些智能行为。
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控制器：是机器人的核心，它负责对机器人的运 动和各种动作控制及对环境的识别。
现代工业机器人的控制器都是由计算机控制系 统组成，控制方式主要有示教再现、可编程控制、 遥控和自主控制等多种方式。
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三菱公司产MOVEMASTER-EX 五自由度机器人
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7.3 操纵机器人
操纵机器人实际上是一种人机系统，由人"操纵 "代替"示教"。因此，人与机器人之间相互传递信 息的问题就成为操纵机器人研究的重点。操纵机 器人可分为两种类型：
• 能力扩大式机器人：负重能力，动作范围放大 数倍甚至数十倍，如空间机器人放置和回收卫 星；
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7.2.3 控制
• 示教－再现 即分为示教－存储－再现-操作四 步进行。 • 示教：方式有两种：(1) 直接示教－手把手； (2) 间接示教－示教盒控制。 • 存储：保存示教信息。 • 再现：根据需要，读出存储的示教信息向机 器人发出重复动作的命令。
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• 控制信息
• 顺序信息：各种动作单元（包括机械手和外 围设备）按动作先后顺序的设定、检测等。
• 位置信息：作业之间各点的坐标值，包括手 爪在该点上的姿态，通常总称为位姿 （POSE）。
• 时间信息：各顺序动作所需时间，即机器人 完成各个动作的速度。
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