随着“数字化+网络化+智能化”的发展，工业机器人得到了广泛的推广，其推动了制造业数字化转型，推进无人工厂、无人生产线、无人车间的建设。据有关数据统计中国工业机器人整体市场规模2021年同比增长49.5%，同时新能源相关行业及工业需求以及政策加码，预计2022年中国工业机器人市场在2021年高基数的基础上仍会达到20%以上的增速。
工业机器人主要有机械部分、传感部分和控制部分等三大部分，而从机械结构分类，工业机器人可分为：关节机器人、直角坐标机器人并联机器人、Polar机器人等机器人。
关节机器人是工业机器人最为常见的形态之一，适用于工业领域的机械自动化作业，其特点是灵活动作，因此关节机器人在结构上需要驱动部件及传感元件小型轻巧，手臂结构紧凑。
针对关节机器人的应用，电子谷为其提供一些系列适用连接器产品，产品具备抗震动，抗冲击等优势，适合在有限空间适用。
关联产品01M12圆形连接器
圆形连接器的圆柱形结构具有天然的坚固性，电子谷圆形连接器采用螺纹的设计，耐久性强，满足机器人在高振动环境内稳定的作业。
接线端子是实现电气连接的基本配件，主要连接电线、电器、控制板之间的端点或者接点的固定部分。电子谷接线端子采用螺钉式类型，产品位数可定，灵活接线，抗震动，结构高度低，便于在狭小空间安装，接线容量大。
关联产品03线对板连接器
线对板连接器主要作用是传输电源及讯号，以保障机器人的持续作业。电子谷线对板连接器位数可按需定制，产品抗震性强，结构高度低，便于在狭小空间安装，接线容量大。
现代工业机器人发展趋势主要在于人机协作、自主化、智能化、信息化和网络化，帮助人类在高危环境下进行作业，做到不损伤人或者损伤自身。利用新一代机器人构造“智慧的工厂”，这就是工业4.0提出来的发展方向。
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2.1请概括说明本章-工业机器人机械系统内容学习的要点？ 答:机械系统的内部结构存在着看不见、摸不着，电机如何驱动关节运动，传动链如何设计等问题，是教学的难点，制约着学生对相关内容的理解和有效掌握。以工业机器人机械系统关节的典型传动链分析为要点，便于学生理解与掌握机械系统的核心知识点，解决机械系统教学中存在的抽象、难讲、不易理解的问题，有助于提高课程的教学质量和水平。
2.2工业机器人的机械系统总体设计主要包括哪几个方面的内容? 答:工业机器人机械系统的总体设计一般分为系统分析和技术设计两大步骤。系统分析内容包括: (1）根据机器人的使用场合，明确采用机器人的目的和任务。 (2）分析机器人所在系统的工作环境，包括与己有设备的兼容性。 (3）认真分析系统的工作要求，确定机器人的基本功能和方案。
(4）进行必要的调查研究，搜集国内外的有关技术资料，进行综合分析，找出借鉴、选用之处和需要注意的问题。 技术设计内容包括: 基本参数的确定; (2）机器人运动形式的选择， (3）拟定检测传感系统框图; (4）机器确定控制系统总体方案，绘制框图; (5）机械结构设计。 2.3机器人的三种常用驱动方式是什么?请说明各自的优缺点。
答:机器人常用的驱动方式主要有:液压驱动、气压驱动和电气驱动三种基本类型。各自的优缺点如下: 种类 优点 缺点 2.4请阐述工业机器人关节传动链的特点? 答，工业机器人关节传动链是指从驱动电机的旋转运动输出到机器人关节轴 线旋转运动输入之间的运动传递路线，通常由电机、减速器和中间传递运动部件 (如齿轮、同步带、细长轴、套筒等）组成。按照驱动电机旋转轴线与减速器旋
转轴线是否在一条线上，可分为同轴式与偏置式2种布置方案，如下图所示。同 轴式布置多用于小型机器人，采用减速器─级减速，偏置式布置方案多用于中、 大型机器人，采用齿轮传动与减速器结合的二级减速。 2.5工业机器人常用减速器有哪两种类型? 答:在实际应用中，驱动电机的转速非常高，达到每分钟几千转，但机械本 体的动作较慢，减速后要求输出每分钟几百转基至只有几十转，所以减速器在机
器人关节的驱动中是必不可缺少的。由于机器人的特殊结构，对减速器提出了较 高要求，①减速比要大，一般在100左右;②重量要轻，结构要紧凑﹔③精度要 高，回差要小。目前，在工业机器人中主要使用的减速器是谐波齿轮和RV减速 器两种。谐波齿轮通常用于小型工业机器人或腕部关节的减速。RV减速器通常 用于中、大型工业机器人。 2.6工业机器人机身设计要注意什么? 答，机身设计时要注意下列问题:
(1）要有足够的刚度、强度和稳定性; (2）运动要灵活，升降运动的导向套长度不宜过短，避免发生卡死现象; (3）驱动方式要适宜，（4）结构布置要合理。 2.7对工业机器人臂部设计的基本要求有哪些? 答:工业机器人臂部设计要求: (1）要求手臂应具有足够的承载能力和刚性; (2）导向性要好; (3）质量和运动惯量要小﹔减小偏心力矩的方法：①尽量减小臂部运动部分的
质量；②使臂部的重心与立柱中心尽量靠近；③采取配重"的方法来减小 和消除偏重力矩。 (4）运动要平稳、定位精度要高。影响因素:①惯性冲击的影响﹔②定位方法 的影响；③结构刚性的影响；④控制及驱动系统的影响等。 2.8工业机器人常用的腕部结构形式有哪些?
答:工业机器人的腕部是连接臂部与手部的部件，起支承手部的作用。机器人腕部要具有3个自由度才能使手部（末端操作器）处于期望的姿态。三自由度腕部可以由B关节（摆动）和R关节（旋转）组成的多种形式的手腕，但在实际应用中，常用的是RBR和RRR两种形式的手腕。如:MOTOMAN SV3型机器人的手腕采用的是RBR结构形式,PUMA262型机器人手腕采用的是RRR结构形式。
RBR结构形式手腕具有三个轴线相较于一点的结构特点，又称欧拉手腕，运动学的求解简单，是一种主流的机器人手腕结构。RRR手腕的三个关节轴线不相交于一点，与RBR手腕相比，其优点是三个关节均可实现360°的旋转，周转、灵活性和工作空间都得以增大。由于其手腕灵活性强，特别适于复杂曲面及狭小空间内的喷涂作业，能够高效、高质量的完成涂装任务。 2.9工业机器人手部的特点是什么?
答:工业机器人的手部（Hand）也叫做末端操作器（End Effecter)，它是装在工业机器人手腕上直接抓握工件或执行作业的部件，具有以下一些特点。 1)手部与手腕相连处可拆卸。手部与手腕有机械接口，也可能有电、气、液接头，当工业机器人作业对象不同时，可以方便地拆卸和更换手部。
(2手部是工业机器人的末端操作器。它可以像人手那样具有手指，也可以不具备手指，可以是类人的手爪，也可以是进行专业作业的工具，如装在
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机器人的结构形式多种多样。最常见的结构形式是用其坐标特性来描述的。这些坐标结构包括笛卡儿坐标结构、柱面坐标结构、极坐标结构、球面坐标结构和关节式结构等。 1.柱面坐标
机器人的结构形式多种多样。最常见的结构形式是用其坐标特性来描述的。这些坐标结构包括笛卡儿坐标结构、柱面坐标结构、极坐标结构、球面坐标结构和关节式结构等。
1.柱面坐标机器人：主要由垂直柱子、水平移动关节和底座构成。水平移动关节装在垂直柱子上，能自由伸缩，并可沿垂直柱子上下运动。垂直柱子安装在底座上，并与水平移动关节一起绕底座转动。这种机器人的工作空间就形成一个圆柱面
2.球面坐标机器人：这种机器人像坦克的炮塔一样。机械手能够做里外伸缩移动、在垂直平面内摆动以及绕底座在水平面内转动。因此，这种机器人的工作空间形成球面的一部分，称为球面坐标机器人
3.关节式机器人：这种机器人主要由底座、大臂和小臂构成。大臂和小臂可在通过底座的垂直平面内运动。大臂和小臂间的关节称为肘关节，大臂和底座间的关节称为肩关节。在水平平面上的旋转运动，既可由肩关节完成，也可以绕底座旋转来实现。这种机器人与人的手臂非常类似，称为关节式机器人。
工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有3～6个运动自由度，其中腕部通常有1～3个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。
工业机器人按臂部的运动形式分为四种。直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动；圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作；球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩；关节型的臂部有多个转动关节。
工业机器人按执行机构运动的控制机能，又可分点位型和连续轨迹型。点位型只控制执行机构由一点到另一点的准确定位，适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业；连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动，适用于连续焊接和涂装等作业。
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