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机器人的技术参数反映了机器人胜任的工作和高的操作性能，是机器人设计和应用中必须考虑的因素。机器人的主要技术参数包括自由度、分辨率、工作空间、工作速度、工作载荷等。
1.自由
机器人独立坐标轴运动的次数。机器人的自由度是指确定机器人手在空间中的位置和姿态所需的独立运动参数的数量。手指的开合和手指关节的自由度一般排除在外。机器人的自由度一般等于关节数。机器人通常不超过5 ~ 6个自由度。
2.关节
也就是说，运动副，一种允许机器人手臂各部分之间相对运动的机构。
3.工作空间
机器人手臂或手安装点可以到达的所有空间区域。它的形状取决于机器人的自由度和每个关节的类型和配置。机器人的工作空间通常用图解法和解析法表示。
4.工作速度
机器人在工作载荷下匀速运动时，单位时间内机械接口中心或刀具中心的距离或转角。
5.工作负载
指机器人在工作范围内任何位置所能承受的载荷，一般用质量、力矩、惯性矩表示。也和跑步速度和加速度的方向有关。一般规定以高速能抓到的工件重量作为承载能力指标。
6.决心
可以实现的移动距离或旋转角度。
7.准确
重复性或重复定位精度:指机器人重复到达某一目标位置的差异程度。或者在相同的位置指令下，机器人连续重复几次位置分散。它测量一系列误差值的密度，即重复性。
第三，机器人的常用材料
1)碳素结构钢和合金结构钢强度好，尤其是合金结构钢，强度提高4 ~ 5倍，弹性模量E大，抗变形能力强，是应用广泛的材料。
2)铝、铝合金等轻合金材料具有重量轻、弹性模量E小、但密度低的共同特点，所以E/ρ之比仍可与钢相比。一些稀有昂贵的铝合金质量有了明显的提高。例如，添加3.2%(重量百分比)锂的铝合金的弹性模量和E/ρ比分别增加了14%和16%。
3)纤维增强合金如硼纤维增强铝合金和石墨纤维增强镁合金的E/ρ比值分别为11.4×107和8.9×107。这种纤维增强金属材料E/ρ比非常高，但是价格昂贵。
4)陶瓷材料质量好，但易碎，难加工。日本已经生产了用于小型高精度机器人的陶瓷机械臂样本。
5)纤维增强复合材料具有优异的E/ρ比，也具有大阻尼的突出优点。传统的金属材料不能有这么大的阻尼，所以复合材料在高速机器人中的应用越来越多。
6)用粘弹性大阻尼材料增加机器人连杆的阻尼是改善机器人动态特性的有效方法。目前，增加结构材料阻尼的方法有很多，其中适合机器人的方法之一就是用粘弹性阻尼材料对原始构件进行约束层阻尼处理。
四.机器人的主要结构
(一)机器人驱动装置
概念:要使机器人运行，需要为每个关节，即每个运动自由度安装传动装置，为机器人的各个部分和关节提供动力。
驱动系统:可以是液压驱动、气动驱动、电动驱动，也可以是两者结合的综合系统；可以直接驱动，也可以通过正时皮带、链条、齿轮系、谐波齿轮等机械传动机构间接驱动。
1.电动驱动装置
该电驱动装置能源简单、变速范围宽、效率高、速度快、位置准确。但是大部分都是连接减速装置的，很难直接驱动。
电驱动装置可分为直流(DC)、交流(交流)伺服电机驱动和步进电机驱动。DC伺服电机的电刷容易磨损和产生火花。无刷DC电机也得到广泛应用。步进电机驱动多为开环控制，控制简单但功耗低，多用于低精度、低功耗的机器人系统。
通电操作前，应进行以下检查:
1)电源电压是否合适(过压很可能导致驱动模块损坏)；DC输入的+/-极性不得接错，驱动控制器上的电机型号或电流设定值是否合适(开始时不要太大)；
2)控制信号线连接牢固，考虑工业现场的屏蔽问题(如使用双绞线)；
3)不要一开始就把所有需要连接的线路都连接起来，只连接到基础的系统，运行好以后再逐步连接。
4)一定要搞清楚接地方式，或者用浮气。
5)启动运转半小时内，密切观察电机的状态，如运动是否正常、声音、温升等，发现问题立即停机调整。
2.液压传动
它由高精度的气缸和活塞实现，直线运动由气缸和活塞杆的相对运动实现。
优点:功率大，省去了减速装置与从动杆直接连接的需要，结构紧凑，刚性好，响应快，伺服驱动精度高。
缺点:需要增加液压源，容易造成液体泄漏，不适合高低温场合。因此，目前超大功率机器人系统大多采用液压驱动。
选择合适的液压油。防止固体杂质混入液压系统，防止空气和水侵入液压系统。机械操作应轻柔平稳，避免粗暴操作，否则不可避免地会产生冲击载荷，造成频繁的机械故障，大大缩短使用寿命。注意气蚀和溢流噪音。
运行中随时注意液压泵和溢流阀的声音。如果液压泵出现“气蚀”噪声，且排气后无法消除，则必须查明原因并排除故障后才能使用。保持适当的油温。液压系统的工作温度一般控制在30℃-80℃之间。
3.气动驱动
气动驱动结构简单，清洁，动作灵敏，具有缓冲功能。但与液压驱动装置相比，它功率小、刚性差、噪音大、速度控制困难，所以多用于精度较低的点控制机器人。
(1)具有速度快、系统结构简单、维护方便、价格低廉的特点。适用于中小负载机器人。但由于很难实现伺服控制，所以多用于带程序控制的机器人，如装卸和冲压机器人。
(2)在大多数情况下，用于实现两位置控制或有限点控制的中小型机器人。
(3)目前控制设备大多为可编程控制器(PLC控制器)。在易燃易爆的情况下，气动逻辑元件可以用来形成控制装置。
㈡线性驱动机制。
传动装置是连接动力源和运动连杆的关键部件。根据关节形式，常见的传动机构有直线传动和旋转传动。
直线驱动方式可用于笛卡尔机器人的X、Y、Z方向驱动，柱面坐标结构的径向驱动和垂直升降驱动，球面坐标结构的径向伸缩驱动。
直线运动可以通过齿条、丝杠螺母等传动元件转化为直线运动。它也可以由直线驱动电机驱动，也可以直接由气缸或液压缸的活塞产生。
1.齿条齿轮装置
通常机架是固定的。齿轮的旋转运动转化为托盘的线性运动。
优点:结构简单。
缺点:返回误差大。
2.滚珠丝杆
滚珠嵌在螺杆和螺母的螺旋槽中，滚珠可以通过螺母中的导向槽连续循环。
优点:摩擦力小，传动效率高，无爬行，精度高
缺点:制造成本高，结构复杂。
自锁问题:理论上滚珠丝杠副也可以自锁，但这种自锁在实际应用中没有使用，主要是可靠性差或者加工成本高；由于径铅比很大，通常要加一套蜗轮等自锁装置。
(三)旋转传动机构
采用旋转传动机构的目的是将电机驱动源输出的较高转速转化为较低转速，获得较大扭矩。齿轮链、同步带和谐波齿轮是机器人中应用比较广泛的旋转传动机构。
1.齿轮链
(1)速度关系
(2)扭矩关系
2.同步带
正时皮带是一种多齿廓的皮带，它与一个齿廓相同的正时皮带轮相啮合。它像一个软齿轮一样工作。
优点:不滑动，灵活性好，价格低，重复定位精度高。
缺点:有一定的弹性变形。
3.谐波齿轮
谐波齿轮由三个主要部分组成:刚性齿轮、谐波发生器和柔性齿轮。一般刚性齿轮是固定的，谐波发生器带动柔性齿轮转动。主要特点:
(1)、传动比大，单级为50-300。
(2)传动平稳，承载能力高。
(3)传动效率高，达到70%-90%。
(4)传动精度高，比普通齿轮传动高3-4倍。
(5)返回误差小，可以小于3’。
(6)无法获得中间输出，柔轮刚度低。
谐波传动在机器人技术先进的国家得到了广泛的应用。就日本而言，60%的机器人驱动装置采用谐波驱动。
美国送上月球的机器人所有关节都采用谐波传动装置，一只上臂使用30个谐波传动机构。
对于前苏联送上月球的移动机器人“月球着陆器”，成对安装的八个轮子都是由封闭的谐波驱动机构独立驱动的。德国大众公司开发的ROHREN和GEROT R30机器人以及法国雷诺公司开发的VERTICAL 80机器人均采用谐波传动机构。
㈣机器人传感系统
1.传感系统由内部传感器模块和外部传感器模块组成，用于获取内部和外部环境状态的有意义信息。
2.智能传感器的使用提高了机器人的机动性、适应性和智能性。
3.智能传感器的使用提高了机器人的机动性、适应性和智能性。
4.对于一些特殊的信息，传感器比人类的感觉系统更有效。
㈤机器人位置检测
旋转光学编码器是常用的位置反馈装置。光电探测器将光脉冲转换成二进制波形。通过计数脉冲数得到轴的旋转角度，旋转方向由两个方波信号的相对相位决定。
感应同步器输出两个模拟信号——轴角的正弦信号和余弦信号。轴的旋转角度由这两个信号的相对振幅计算得出。感应同步器一般比编码器可靠，但分辨率较低。
电位器是位置检测直接的形式。它连接在一个桥上，可以产生与轴的旋转角度成比例的电压信号。但由于分辨率低，线性度差，对噪声敏感。
转速表可以输出与轴转速成比例的模拟信号。如果没有这样的速度传感器，速度反馈信号可以通过检测到的位置和时间之间的差异来获得。
ⅵ.机器人力检查
力传感器通常安装在操作臂的以下三个位置:
1.安装在关节驱动器上。可以测量驱动器/减速器本身的扭矩或力输出。然而，末端执行器和环境之间的接触力不能被很好地检测到。
2.它安装在末端执行器和操作臂末端关节之间，可以称为腕力传感器。通常，可以测量施加到末端执行器的三到六个力/力矩分量。
3.将其安装在末端执行器的“指尖”上。通常，这些皮带感觉应变仪内置在手指中，可以测量作用在指尖的一到四个分力。
七.机器人-环境交互系统
1.机器人-环境交互系统是在外部环境中实现工业机器人与设备之间的交互和协调的系统。
2.工业机器人和外部设备集成为一个功能单元，如加工制造单元、焊接单元和装配单元。它也可以是多个机器人、多个机床或设备以及多个零件存储设备的集成。
3.多个机器人、多个机床或设备以及多个零件存储设备可以集成到一个功能单元中，以执行复杂的任务。
㈧人机交互系统
人机交互系统是使操作者能够参与机器人控制并与机器人接触的装置。该系统可分为两类:指令给出装置和信息显示装置。
动词 （verb的缩写）机器人控制系统
1.机器人控制系统
“控制”的目的是使被控对象产生控制器所期望的行为。“控制”的基本条件是知道被控对象的特征。“本质”是对驾驶员输出扭矩的控制。
2.机器人教学原理
机器人的基本工作原理是示教再现；教学也叫引导，即用户对机器人进行引导，按照实际任务一步一步操作一次。在引导过程中，机器人自动记忆所示教的每个动作的位置、姿势、运动参数/过程参数，并自动生成程序以连续执行所有操作。示教完成后，只需给机器人一个启动命令，机器人就会准确地跟随示教动作，一步一步地完成所有操作；
3.机器人控制的分类:
1)根据是否有反馈，分为开环控制和闭环控制；
开环控制的条件:被控对象的模型是已知的，并且这个模型在控制过程中保持不变。
2)根据期望的控制量，分为位置控制、力控制和混合控制；
位置控制分为单关节位置控制(位置反馈、位置速度反馈、位置速度加速度反馈)、多关节位置控制，多关节位置控制分为分解运动控制和集中控制；力控制分为直接力控制、阻抗控制和力-位置混合控制。
3)智能控制方法:模糊控制、自适应控制、神经网络控制、模糊神经网络控制等；
4.控制系统的硬件配置和结构:
由于机器人控制过程涉及大量的坐标变换和插补运算以及较低层的实时控制，目前的机器人控制系统大多采用分级微机控制系统，通常采用两级计算机伺服控制系统。
1)具体流程:
主控计算机收到工作人员输入的操作指令后，首先对指令进行分析和解释，确定手的运动参数。
然后进行运动学、动力学和插值运算，得到机器人各关节的协调运动参数。这些参数通过通信线路输出到伺服控制级，作为每个关节伺服控制系统的给定信号。关节驱动器将该信号转换成D/A，并驱动每个关节产生协调运动。传感器将每个关节的运动输出信号反馈给伺服控制计算机，形成局部闭环控制，从而更准确地控制机械手在空间的运动。
2)基于PLC的运动控制的两种控制方式:
1.利用可编程控制器的部分输出端口产生脉冲驱动电机，利用通用输入输出或计数元件实现电机的闭环位置控制。
2.利用PLC外部扩展位置控制模块实现电机闭环位置控制，主要通过发送高速脉冲来控制，属于位置控制方式。一般有很多点对点的位置控制方式。
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