機(jī)器人發(fā)展到今天，主體框架結(jié)構(gòu)已經(jīng)落實(shí)下來，它的發(fā)展也不是一朝一夕的事情，而是有了多半個(gè)世紀(jì)了，下邊說說機(jī)器人的組成和發(fā)展情況。機(jī)器人包括三大部分六個(gè)子系統(tǒng)，其中三大部分指機(jī)械部分、傳感部分和控制部分，六個(gè)子系統(tǒng)是指驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、感受系統(tǒng)、機(jī)器人-環(huán)境交互系統(tǒng)。

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)就是為了使機(jī)器人運(yùn)行起來給各個(gè)關(guān)節(jié)即每一個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度 安置的傳動(dòng)裝置。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)既可以是液壓傳動(dòng)、氣動(dòng)傳動(dòng)、電動(dòng)傳動(dòng)或是把它們結(jié)合起來應(yīng)用的綜合系統(tǒng)，也可以是直接驅(qū)動(dòng)或者是通過同步帶、鏈條、輪系、諧波齒輪等機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行間接驅(qū)動(dòng)。

工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)包括基座、手臂、末端操作器三大 部分。每部分都有若干個(gè)自由度，構(gòu)成一個(gè)多自由度的機(jī)械系統(tǒng)，若基座具備行走機(jī)構(gòu)，則構(gòu)成行走機(jī)器人；若基座不具備行走及腰轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，則構(gòu)成單機(jī)器人臂。手臂一般包括上臂、下臂和手腕三部分。末端操作器是直接裝在手腕上的一個(gè)重要部件，它可以是二手指或多手指的手爪，也可以是噴漆槍、焊具等作業(yè)工具。

感受系統(tǒng)包括內(nèi)部傳感器模塊和外部傳感器模塊，其作用是用以獲取內(nèi)部和外部環(huán)境狀態(tài)中有價(jià)值的信息。由于智能傳感器的使用,使機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性、 適應(yīng)性和智能化水平得以提高。雖然人類的感受系統(tǒng)對感知外部世界信息是極其靈敏的,但對于一些特殊的信息,傳感器比人類的感受系統(tǒng)更準(zhǔn)。

機(jī)器人一環(huán)境交互系統(tǒng)的作用是實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人與外部環(huán)境中的設(shè)備相互聯(lián)系和協(xié)調(diào)?？梢詫⒐I(yè)機(jī)器人與外部設(shè)備集成為一個(gè)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(tái)機(jī)器人、多臺(tái)機(jī)床或設(shè)備、多個(gè)零件存儲(chǔ)裝置等集成為一個(gè)去執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)的功能單元。

人機(jī)交互系統(tǒng)的作用是實(shí)現(xiàn)操作人員參與機(jī)器人控制并與機(jī)器人進(jìn)行聯(lián)系。例如，計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)終端、指令控制臺(tái)、信息顯示板、危險(xiǎn)信號(hào)報(bào)警器等。該系統(tǒng)可以分為兩大類，即指令給定裝置和信息顯示裝置。

控制系統(tǒng)的作用是根據(jù)機(jī)器人的作業(yè)指令程序以及從傳感器反饋回來的信號(hào),控制機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)去完成規(guī)定的運(yùn)動(dòng)和功能。如果工業(yè)機(jī)器人沒有信息反饋功能,則為開環(huán)控制系統(tǒng);如果具備信息反饋功能，則為閉環(huán)控制系統(tǒng)。按控制原理分，控制系統(tǒng)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)。按控制運(yùn)動(dòng)的形式分，控制系統(tǒng)可分為點(diǎn)位控制和軌跡控制。

順路說說全世界機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r，美國戴沃爾于 1954 年最早提出了工業(yè)機(jī)器人的概念，并申請了專利。該專利的關(guān)鍵是利用伺服技術(shù)控制機(jī)器人的關(guān)節(jié),借助人手對機(jī) 器人進(jìn)行動(dòng)作示教,并且機(jī)器人具備動(dòng)作的記錄和再現(xiàn)功能。這就是所謂的示教再現(xiàn)機(jī)器人，現(xiàn)有的機(jī)器人大部分都采用這種控制方式。 被譽(yù)為“工業(yè)機(jī)器人之父”的 Joseph F. Engel Berger于 1958 年創(chuàng)建了世界上第一個(gè)機(jī)器人公司— Unimation 公司，并參與設(shè)計(jì)了第一臺(tái) Unimate 機(jī)器人。該機(jī)器人是一臺(tái)用于壓鑄作業(yè)的五軸液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)器人，手臂的控制由一臺(tái)專用計(jì)算機(jī)完成。

它采用分立式數(shù)控元件，并裝有磁鼓，用以存儲(chǔ)信息，能夠記憶完成 180 個(gè)工作步驟。這個(gè)時(shí)期，另一家美國公司—AMF 公司也開始研制 Versatran 工業(yè)機(jī)器人。它主要應(yīng)用于機(jī)器之間的物料運(yùn)輸,采用液壓驅(qū)動(dòng)。該機(jī)器人的手臂可以繞底座回轉(zhuǎn),沿垂直方向升降，還可以沿半徑方向伸縮。普通情況下可認(rèn)為 Unimate和 Versatran 是世界上最早的工業(yè)機(jī)器人。這兩種工業(yè)機(jī)器人的控制方式與數(shù)控機(jī)床大致相似,但外形特征迥異，主要由類似于人的手和臂組成。工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷史，見下表 1-1所示。

總而言之，機(jī)器人是現(xiàn)代科技進(jìn)步的重要標(biāo)志。是一個(gè)國家綜合國力的具體體現(xiàn)。