工業(yè)機器人是一個復雜的作業(yè)系統(tǒng)，包括執(zhí)行機構、驅(qū)動與傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng) 和智能系統(tǒng)等幾個部分。工業(yè)機器人的基本結(jié)構如圖1-1所示。
1.執(zhí)行機構
工業(yè)機器人的執(zhí)行機構，就是業(yè)內(nèi)常說的工業(yè)機器人本體。出于形象化的考慮，常將工業(yè)機器人本體的有關部位分別稱為基座、腰部、臂部、腕部、手部和行走部等。手部又稱末端執(zhí)行器（或手爪），它是工業(yè)機器人直接從事作業(yè)的部位，具有夾持、運輸、將工件放置到某一個位置的功能。腕部相當于人的手腕，其上端與臂部相連，其下端與手部相接，以帶動手部實現(xiàn)必要的動作與姿態(tài)。臂部相當于人的胳膊， 下連手腕，上接腰身，一般由小臂和大臂組成。多關節(jié)機器人臂部一般采用空間開鏈 連桿機構，其中的運動副（轉(zhuǎn)動副或移動副）常稱為關節(jié)，關節(jié)個數(shù)通常是機器人的自由度數(shù)。腰部連接臂部和基座，一般做回轉(zhuǎn)運動。基座是整個機器人的支撐部件，有固定式和移動式兩種類型，在移動式的類型中，有輪式、履帶式和仿人形機器人的步行式等。工業(yè)機器人執(zhí)行機構（本體）如圖1-2所示。
2.驅(qū)動與傳動系統(tǒng)
驅(qū)動與傳動系統(tǒng)是將能源傳送到執(zhí)行機構的裝置。驅(qū)動系統(tǒng)的主要驅(qū)動方式有： 電氣驅(qū)動（直流伺服電動機、交流伺服電動機和步進電動機）、液壓驅(qū)動及新型驅(qū)動。電氣驅(qū)動是目前使用最多的一種驅(qū)動方式，優(yōu)點是無環(huán)境污染、運動精度高、電源取用方便、響應快、驅(qū)動力大等。傳動機構最常用的有減速器、滾珠絲杠、鏈、帶及齒輪等。工業(yè)機器人驅(qū)動與傳動系統(tǒng)如圖1-3所示。
3.控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)的任務是根據(jù)機器人的作業(yè)指令以及從傳感器反饋回來的信號，支配執(zhí)行機構去完成規(guī)定的運動和功能。具備信息反饋特征的控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)； 相反，不具備信息反饋特征的控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)由控制計算機及相應的控制軟件和伺服控制器組成，相當于人的神經(jīng)系統(tǒng)，對其執(zhí)行機構發(fā)出如何動作的命令。根據(jù)作業(yè)任務要求的不同，工業(yè)機器人的控制方式可分為點位控制、連續(xù)軌跡控制和力/力矩控制，采用機器人示教器在線編程。
4.智能系統(tǒng)
工業(yè)機器人的智能系統(tǒng)是指能夠使工業(yè)機器人產(chǎn)生類似人類智能行為的系統(tǒng)，在沒有人干預的情況下，達到工業(yè)機器人能夠?qū)崿F(xiàn)自主控制的目的。智能系統(tǒng)可分為感知系統(tǒng)和分析決策系統(tǒng)。其中，感知系統(tǒng)主要靠具有感知不同信息的傳感器構成。工業(yè)機器人的感知系統(tǒng)由內(nèi)部傳感器模塊和外部傳感器模塊組成，以獲取內(nèi)部和外部環(huán)境中有用的信息。內(nèi)部傳感器用來檢測機器人的自身狀態(tài)，包括位置傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、傾斜角傳感器、方位傳感器等；外部傳感器用來感知周圍環(huán)境，檢測作業(yè)對象與作業(yè)環(huán)境的狀態(tài)，如視覺、力/力矩、觸覺、接近覺、距離、溫度等傳感器。分析決策系統(tǒng)對采集來的各種內(nèi)外部數(shù)據(jù)加以處理，進行綜合判斷后，根據(jù)判斷結(jié)果形成對下一步行動的指令。
