人形機器人系統組成-傳感系統、控制系統、執行系統

一、傳感系統對應“五官”，包含內部傳感器和外部傳感器。內部傳感器主要用來(lái)檢測機器人本身的狀態(tài)，為機器人的運動(dòng)控制提供必要的本體狀態(tài)信息，如各關(guān)節的位置、速度、加 速度等，并將所測得的信息作為反饋信號送至傳感器，形成閉環(huán)控制，主要有位置傳感器、速 度傳感器等。外部傳感器則用來(lái)感知機器人所處的工作環(huán)境或工作狀況信息，使機器人的動(dòng)作 適應外界情況的變化，達到更高層次的自動(dòng)化，提高機器人的工作精度，常見(jiàn)有視覺(jué)傳感器、 觸覺(jué)傳感器等。

二、控制系統對應“大腦”和“小腦”，是機器人的指揮中樞。“大腦”負責環(huán)境感知、行 為控制、人機交互，通過(guò)深度學(xué)習和 AI 技術(shù)，實(shí)現自主學(xué)習和智能決策。“小腦”則負責運動(dòng) 控制包括運動(dòng)規劃、姿態(tài)控制、動(dòng)態(tài)平衡等，通過(guò)實(shí)時(shí)感知機器人的狀態(tài)和環(huán)境信息，小腦可 以調整機器人的動(dòng)作，使其能夠穩定地行走、跑步、跳躍等。控制系統負責處理作業(yè)指令信息、 內外環(huán)境信息，并依據預定的本體模型、環(huán)境模型和控制程序做出決策，產(chǎn)生相應的控制信號， 通過(guò)驅動(dòng)器驅動(dòng)執行機構的各個(gè)關(guān)節按所需的順序、確定的軌跡運動(dòng)，完成特定的作業(yè)。

三、執行系統對應“肢體”，負責執行控制系統制定的操作。“機器肢”指仿人機械臂、靈 巧手、腿足等，“機器體”指骨骼、本體結構等。執行系統的工作流程如下圖所示，涉及到伺服系統和執行機構：伺服系統是能根據指令信號精確地控制執行部件的運動(dòng)速度與位置的驅動(dòng) 系統，一般伺服系統由核心零部件電機、驅動(dòng)器和傳感器/編碼器組成；傳動(dòng)機構是把動(dòng)力從 機器的一部分傳遞到另一部分，實(shí)現改變動(dòng)力機輸出轉矩或者改變其運動(dòng)方式（旋轉運功和直 線(xiàn)運動(dòng)的轉換），機械傳動(dòng)分為兩類(lèi)，一是靠機件間的摩擦力傳遞動(dòng)力與摩擦傳動(dòng)，二是靠主 動(dòng)件與從動(dòng)件嚙合或借助中間件嚙合傳遞動(dòng)力或運動(dòng)的嚙合傳動(dòng)，典型機構有減速器、絲杠、 蝸輪蝸桿傳動(dòng)桿等。