AI系列|智能机器人软硬件体系:机构组成

智能无人系统作为多学科技术的集大成者，在医疗、工业自动化等领域的应用不断扩展，逐渐改变了传统工作模式。机器人具备一系列关键能力，不仅提升了自动化水平，还推动了工作方式的变革 。

智能机器人软件是实现自主行为和智能决策的核心，涵盖了自主感知与理解、定位与建图、导航与路径规划、决策与行为规划、多任务协同、人机交互等关键技术模块。这些模块相互协作，共同赋予机器人感知、决策和行动的能力。

机械结构是机器人实现运动的物理基础，运动学与动力学系统确保其高效运动，控制系统通过位置、力和混合控制策略保证执行精度。随着技术的进步，基于计算机视觉、深度强化学习 (deep reinforcement learning, DRL) 的智能控制方法日益普及。

机器人操作系统为开发复杂机器人系统提供了模块化和灵活的开发环境，帮助开发者高效实现机器人功能集成。智能机器人各关键技术相辅相成，共同为机器人在复杂环境中的自主性和智能性提供了支持，并将持续发展以应对未来挑战。

机器人机构的基本组成

机器人机构的基本组成是机器人运动和执行功能的核心部分，它决定了机器人在空间中的运动方式和结构特性。一个典型的机器人机构由构件、运动副和运动链组成。构件是实现运动的基础单元，运动副则是连接构件并使其发生相对运动的关键元素 。

构件与运动副

构件是机械系统中能够进行独立运动的单元体。机器人中的构件多为刚性连杆，因此，多数情况下简称杆。但在某些特定应用中，不可以忽视构件的弹性或柔性，或者构件本身即为弹性或柔性构件。

所有构件都可以看作由刚性杆组成的，连接两平台的四根杆为柔性杆。两个机器人机构中都有一个固定不动的构件，称为机架或基座。运动副是指两构件保持接触并有相对运动的基本活动连接。在机器人学中，运动副常称为铰链或关节，其类型和布局决定了机器人的运动学特性。

运动链

机构

将运动链中的某一个构件加以固定，而让另一个或几个构件按给定运动规律相对固定构件运动，如果运动链中其余各活动构件都具有确定的相对运动，则此运动链称为机构，其中的固定构件称作机架或基座。常见的机构类型有连杆机构、凸轮机构、齿轮机构等。

机器人

同轮式移动机器人相比，履带式移动机器人更适合在室外环境下工作。因为履带可以缓冲路面的冲击，履带外圈突起的履刺部分还可以减少与路面之间的滑动，增大驱动系统的推进力。

在履带运动方向上，履带轮的旋转中心到地面的距离称为履带的越障中心高度，它在很大程度上决定了履带运动载体所能跨越的障碍物高度。