工业机器人有哪几个子系统组成？各自的作用是什么？

　　工业机器人定义及特点
　　定义：机器人是一个在三维空间具有较多自由度的，并能实现诸多拟人动作和功能的机器：而工业机器人则是在工业生产上应用的机器人。
　　特点：可编程、拟人化、通用性、机电一体化
　　工业机器人有哪几个子系统组成？各自的作用是什么？
　　驱动系统： 使机器人运行起来的传动装置。
　　机械结构系统： 由机身 手臂 末端操作器 三大件 组成的一个多自由度的机械系统。
　　感受系统： 由内部传感器模块和外部传感器模块组成 获取内部和外部环境状态的信息。
　　机器人-环境交互系统： 实现工业机器人与外部环境中的设备相互联系和协调的系统
　　人-机交互系统： 是操作人员参与机器人控制与机器人进行联系的装置
　　控制系统： 根据机器人的作业指令程序以及从传感器反馈回来的信号支配机器人的执行机构去完成规定的运动和功能
　　什么是机器人的自由度？机器人位置操作需要几个自由度？姿态操作需要几个自由度？为什么？
　　自由度是指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目，不应包括手爪（末端操作器）的开合自由度。
　　在三维空间中描述一个物体的位置和姿态需要六个自由度，位置操作需要3个自由度（腰 肩 肘）姿态操作需要3个自由度（俯仰 偏航 侧滚）。
　　但是工业机器人的自由度，但是工业机器人的自由度是根据其用途而设计的可能小于6个自由度，也可能大于6个自由度。
　　工业机器人的主要技术参数有哪些？
　　答：自由度、重复定位精度、工作范围、最大工作速度、承载能力
　　机身和臂部的作用各是什么？在设计时应注意哪些问题？
　　答：机身是支承臂部的部件，一般实现升降回转和俯仰等运动。
　　机身设计时需要注意：
　　1）要有足够的刚度和稳定性
　　2）运动要灵活，升降运动的导套长度不宜过短，避免发生卡死现象，一般要有导向装置
　　3）结构布置要合理臂部是支承腕部手部和工件的静动载荷的部件，尤其高速运动时将产生较大的惯性力，引起冲击，影响定位的准确性。
　　设计臂部时要注意：
　　1）刚度要求高
　　2）导向性好
　　3）重量轻
　　4）运动要平稳，定位精度要高。
　　其它传动系统应尽量简短以提高传动精度和效率 ;各部件布置要合理，操作维护要方便；特殊情况特殊考虑，在高温环境中应考虑热辐射的影响腐蚀性环境中应考虑防腐蚀问题。危险环境应考虑防暴问题。
　　手腕上的自由度主要起什么作用？如果要求手部能处于空间任意方向则手腕应具有什么样的自由度？
　　手腕上的自由度主要是实现手部所期望的姿态。为了使手部能处于空间任意方向，要求腕部能实现对空间三个坐标轴X Y Z的转动。即具有翻转俯仰和偏转三个自由度
　　手部的作用和特点
　　机器人手部的作用：工业机器人的手部也叫末端操作器是用来握持工件或工具的部件
　　特点：
　　1）手部是一个独立的部件
　　2）手部是工业机器人的末端操作器。不一定与人的手部结构相同。可以具有手指也可以不具有手指：可以有手爪也可以是专用工具
　　3）手部与手腕相连处可拆卸
　　4）手部的通用性比较差
　　按握持原理手部分为几类？包括哪些具体形式？
　　按握持原理，手部分为两类 夹持类：包括内撑试 外夹试，平移外夹式，勾托式和弹簧式； 吸附类;磁吸式，气吸式
　　真空式吸盘根据工作原理可分为几类？分别简述其工作原理
　　按工作原理分为：
　　1）真空吸盘 利用真空泵抽出吸附头的空气而形成真空
　　2）喷吸式吸盘 利用伯努利效应产生负压 伯努利效应 流体速度加快时，物体与流体接触的界面上的压力会减少，反之压力会增加。借助压缩空气和真空发生器无需专用真空泵应用广泛
　　3）挤气负压式吸盘靠机械作用实现真空和释放真空 无需真空泵系统也不需要压缩空气气源经济方便但可靠性稍差
　　液压和气压传动在操作力 传动性能和控制性能方面的区别
　　1） 操作力 液压可得到很大的直线运动力和回转力抓取重量1000到8000N 气压可得到较小的直线运动力和回转力抓取重量小于300N
　　2）传动性能 液压压缩性小传动平稳无冲击基本上无传动滞后现象反映灵敏运动速度最高达2m/s 气压压缩空气粘度小管路损失小流速大可达较高速度但高速时平稳性差冲击较严重通常汽缸50到500mm/s
　　3） 控制性能 液压压力P流量Q均容易控制可无极调速通过调节PQ可较方便地控制输出功率达到较高的定位精度（-0.5到+0.5） 气压低速不易控制难准确定位一般不做伺服控制（国外胭脂出气压伺服机构可以实现任意定位 精度-2mm到+2mm）
　　伺服电机和步进电机的性能有何不同？
　　一、控制精度不同（伺服电机控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证，伺服电机控制精度高于步进电机）
　　二、低频特性不同（伺服电机运转非常平稳，即使低速时也不会出现振动现象，一般伺服电机低频性能好于步进电机）
　　三、过载能力不同（步进电机不具备过载能力，伺服电机具有较强的过载能力）
　　四、运行性能不同（步进电机的控制为开环控制，交流伺服驱动系统为闭环控制）
　　五、速度响应性能不同（交流伺服系统加速度性能较好）
　　人工智能赛博物理操作系统
　　AI-CPS OS
　　“人工智能赛博物理操作系统”（新一代技术+商业操作系统“AI-CPS OS”：云计算+大数据+物联网+区块链+人工智能）分支用来的今天，企业领导者必须了解如何将“技术”全面渗入整个公司、产品等“商业”场景中，利用AI-CPS OS形成数字化+智能化力量，实现行业的重新布局、企业的重新构建和自我的焕然新生。
　　AI-CPS OS的真正价值并不来自构成技术或功能，而是要以一种传递独特竞争优势的方式将自动化+信息化、智造+产品+服务和数据+分析一体化，这种整合方式能够释放新的业务和运营模式。如果不能实现跨功能的更大规模融合，没有颠覆现状的意愿，这些将不可能实现。
　　领导者无法依靠某种单一战略方法来应对多维度的数字化变革。面对新一代技术+商业操作系统AI-CPS OS颠覆性的数字化+智能化力量，领导者必须在行业、企业与个人这三个层面都保持领先地位：
　　重新行业布局：你的世界观要怎样改变才算足够？你必须对行业典范进行怎样的反思？
　　重新构建企业：你的企业需要做出什么样的变化？你准备如何重新定义你的公司？
　　重新打造自己：你需要成为怎样的人？要重塑自己并在数字化+智能化时代保有领先地位，你必须如何去做？
　　AI-CPS OS是数字化智能化创新平台，设计思路是将大数据、物联网、区块链和人工智能等无缝整合在云端，可以帮助企业将创新成果融入自身业务体系，实现各个前沿技术在云端的优势协同。AI-CPS OS形成的数字化+智能化力量与行业、企业及个人三个层面的交叉，形成了领导力模式，使数字化融入到领导者所在企业与领导方式的核心位置：
　　精细：这种力量能够使人在更加真实、细致的层面观察与感知现实世界和数字化世界正在发生的一切，进而理解和更加精细地进行产品个性化控制、微观业务场景事件和结果控制。
　　智能：模型随着时间（数据）的变化而变化，整个系统就具备了智能（自学习）的能力。
　　高效：企业需要建立实时或者准实时的数据采集传输、模型预测和响应决策能力，这样智能就从批量性、阶段性的行为变成一个可以实时触达的行为。
　　不确定性：数字化变更颠覆和改变了领导者曾经仰仗的思维方式、结构和实践经验，其结果就是形成了复合不确定性这种颠覆性力量。主要的不确定性蕴含于三个领域：技术、文化、制度。
　　边界模糊：数字世界与现实世界的不断融合成CPS不仅让人们所知行业的核心产品、经济学定理和可能性都产生了变化，还模糊了不同行业间的界限。这种效应正在向生态系统、企业、客户、产品快速蔓延。
　　AI-CPS OS形成的数字化+智能化力量通过三个方式激发经济增长：
　　创造虚拟劳动力，承担需要适应性和敏捷性的复杂任务，即“智能自动化”，以区别于传统的自动化解决方案；
　　对现有劳动力和实物资产进行有利的补充和提升，提高资本效率；
　　人工智能的普及，将推动多行业的相关创新，开辟崭新的经济增长空间。
　　给决策制定者和商业领袖的建议：
　　超越自动化，开启新创新模式：利用具有自主学习和自我控制能力的动态机器智能，为企业创造新商机；
　　迎接新一代信息技术，迎接人工智能：无缝整合人类智慧与机器智能，重新
　　评估未来的知识和技能类型；
　　制定道德规范：切实为人工智能生态系统制定道德准则，并在智能机器的开
　　发过程中确定更加明晰的标准和最佳实践；
　　重视再分配效应：对人工智能可能带来的冲击做好准备，制定战略帮助面临
　　较高失业风险的人群；
　　开发数字化+智能化企业所需新能力：员工团队需要积极掌握判断、沟通及想象力和创造力等人类所特有的重要能力。对于中国企业来说，创造兼具包容性和多样性的文化也非常重要。
　　子曰：“君子和而不同，小人同而不和。” 《论语·子路》云计算、大数据、物联网、区块链和 人工智能，像君子一般融合，一起体现科技就是生产力。
　　如果说上一次哥伦布地理大发现，拓展的是人类的物理空间。那么这一次地理大发现，拓展的就是人们的数字空间。在数学空间，建立新的商业文明，从而发现新的创富模式，为人类社会带来新的财富空间。云计算，大数据、物联网和区块链，是进入这个数字空间的船，而人工智能就是那船上的帆，哥伦布之帆！
　　新一代技术+商业的人工智能赛博物理操作系统AI-CPS OS作为新一轮产业变革的核心驱动力，将进一步释放历次科技革命和产业变革积蓄的巨大能量，并创造新的强大引擎。重构生产、分配、交换、消费等经济活动各环节，形成从宏观到微观各领域的智能化新需求，催生新技术、新产品、新产业、新业态、新模式。引发经济结构重大变革，深刻改变人类生产生活方式和思维模式，实现社会生产力的整体跃升。
　　产业智能官 AI-CPS
　　用“人工智能赛博物理操作系统”（新一代技术+商业操作系统“AI-CPS OS”：云计算+大数据+物联网+区块链+人工智能），在场景中构建状态感知-实时分析-自主决策-精准执行-学习提升的认知计算和机器智能；实现产业转型升级、DT驱动业务、价值创新创造的产业互联生态链。