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

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

1、機器人的組成

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

1.1、機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

機器人的機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由機身、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)成一個多自由度的機械系統(tǒng)。機器人按機械結(jié)構(gòu)劃分可分為直角坐標(biāo)型機器人、圓柱坐標(biāo)型機器人、極坐標(biāo)型機器人、關(guān)節(jié)型機器人、SCARA型機器人以及移動型機器人。

1.2、驅(qū)動系統(tǒng)

驅(qū)動系統(tǒng)是向機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)提供動力的裝置。采用的動力源不同，驅(qū)動系統(tǒng)的傳動方式也不同。驅(qū)動系統(tǒng)的傳動方式主要有四種：液壓式、氣壓式、電氣式和機械式。電力驅(qū)動是目前使用最多的一種驅(qū)動方式，其特點是電源取用方便，響應(yīng)快，驅(qū)動力大，信號檢測、傳遞、處理方便，并可以采用多種靈活的控制方式，驅(qū)動電機一般采用步進電機或伺服電機，目前也有采用直接驅(qū)動電機，但是造價較高，控制也較為復(fù)雜，和電機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器人的機動性、適應(yīng)性和智能化水平。人類的感受系統(tǒng)對感知外部世界信息是極其巧妙的，然而對于一些特殊的信息，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)機器人的作業(yè)指令以及從傳感器反饋回來的信號，支配機器人的執(zhí)行機構(gòu)去完成規(guī)定的運動和功能。如果機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)控制運動的形式可分為點位控制和連續(xù)軌跡控制。

1.5、機器人—環(huán)境交互系統(tǒng)

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

1.6、人—機交互系統(tǒng)

人—機交互系統(tǒng)是人與機器人進行聯(lián)系和參與機器人控制的裝置。例如：計算機的標(biāo)準(zhǔn)終端、指令控制臺、信息顯示板、危險信號報警器等。

2、機器人技術(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)機器人飛速發(fā)展的同時，在非制造業(yè)領(lǐng)域?qū)�機器人技術(shù)應(yīng)用的研究和開發(fā)也非常活躍，這被稱為特種機器人技術(shù)。在研究和開發(fā)特種機器人的過程中，人們逐步認識到機器人技術(shù)是感知、決策、行動和交互四大技術(shù)的結(jié)合。隨著人們對機器人技術(shù)智能化本質(zhì)認識的加深，機器人技術(shù)正源源不斷地向人類活動的各個領(lǐng)域滲透。結(jié)合這些領(lǐng)域的應(yīng)用特點，人們發(fā)展了各種特種機器人和智能機器，如仿人機器人、仿生機器人、微機器人、醫(yī)療機器人、水下機器人、移動機器人、軍用機器人、空間機器人、農(nóng)林機器人等。它們從外觀上看已經(jīng)遠遠脫離了最初工業(yè)機器人的形狀，其智能和功能也大大超出了工業(yè)機器人的范圍，更加符合應(yīng)用領(lǐng)域的特殊要求。傳統(tǒng)的機器人是對人體的延伸，一般需要人來操作；而特種機器人和智能機器則是通過感知，由計算機推理進行響應(yīng)和動作，是對人類智能的延伸。據(jù)專家預(yù)測，21世紀(jì)將是非制造業(yè)自動化技術(shù)快速發(fā)展的時期。機器人以及其他智能機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)、交通運輸、軍事等領(lǐng)域快速發(fā)展并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。