协作机器人（Cobot）的核心工作原理是通过感知、决策、执行的闭环系统，实现与人类在同一工作空间内的安全协作，区别于传统工业机器人的 “隔离式作业"，其核心逻辑围绕安全交互、灵活适配、精准执行三大模块展开。以下是详细拆解：
协作机器人的工作流程遵循 “感知输入 → 算法决策 → 执行动作 → 反馈调整" 的闭环，各模块协同实现安全高效的人机协作。
感知模块：获取环境与人体信息这是协作机器人区别于传统工业机器人的核心，目的是实时识别人类动作、障碍物及工作环境变化，避免碰撞风险。
力 / 力矩传感器：核心部件，安装在关节或末端执行器上。当机器人与人体或物体发生接触时，传感器会实时检测受力数据（压力、扭矩），一旦超过安全阈值，立即触发停机或避让指令。
视觉传感器：通过 2D/3D 摄像头捕捉工作空间内的人体位置、手势动作，甚至可识别工件的位置和姿态，引导机器人精准抓取，同时预判人类的运动轨迹。
触觉传感器：部分协作机器人在末端执行器表面配备触觉传感器，可感知接触的力度和面积，实现 “轻柔抓取"（如抓取易碎工件、精密零件）。
环境传感器：检测温度、湿度、气压等环境参数，确保机器人在稳定环境下工作。
决策模块：基于算法的安全与任务控制相当于机器人的 “大脑"，通过内置算法处理感知模块的输入数据，制定动作策略，核心是
安全优先级高于任务优先级。
路径规划：根据预设任务（如抓取、搬运、装配）和实时感知的环境信息，自动规划运动路径，避开障碍物。
示教再现：支持 “手把手示教"，人类直接拖动机器人末端执行器完成目标动作，机器人自动记录运动轨迹和参数，后续重复执行，无需复杂编程。
自适应控制：针对不同工件的尺寸、重量，自动调整抓取力度和运动参数，适配多样化任务需求。
碰撞检测与规避：实时对比传感器数据与预设安全阈值，一旦受力超标或预判到碰撞风险，立即执行 “急停→后退→避让" 动作。
速度 / 功率限制：协作机器人默认运行速度远低于传统工业机器人（通常≤250mm/s），且可根据与人类的距离动态调整速度（距离越近，速度越慢）。
安全算法：
任务算法：
执行模块：精准完成机械动作由关节、电机、减速器、末端执行器（夹爪、吸盘等）组成，根据决策模块的指令完成具体任务，同时具备高灵活性和低惯性特点。
轻量化关节设计：采用铝合金等轻质材料，降低机器人自身重量和惯性，即使发生碰撞，冲击力也远低于传统工业机器人。
伺服电机 + 谐波减速器：实现关节的精准转动和定位，重复定位精度可达 ±0.02mm，满足装配、分拣等精密任务需求。
末端执行器：可快速更换夹爪、吸盘、喷枪等工具，适配不同场景（如工业分拣、电子装配、食品包装）。
反馈模块：实时调整优化动作执行过程中，感知模块持续将环境和动作数据反馈给决策模块，形成闭环控制：
协作机器人的 “协作性" 本质是安全机制的落地，国际标准（如 ISO/TS 15066）明确了四大安全控制模式：
停止模式：接触即停，受力超过阈值后机器人立即断电停机。
速度与分离监控模式：根据与人类的实时距离，动态调整运行速度（距离越近，速度越慢）。
功率与力限制模式：限制关节的输出功率和扭矩，确保碰撞时的冲击力在人体可承受范围（通常≤150N）。
手动引导模式：人类直接操控机器人运动，机器人处于低功率状态，仅响应人类的外力引导。
在工业机电、工控自动化场景中，协作机器人的优势尤为明显：
机床上下料：代替人工完成车床、铣床的工件抓取与放置，可与机床控制系统联动，适应不同规格的工件，降低人工劳动强度。
产品装配：在电机、减速机、PLC 控制柜等产品的装配环节，精准完成螺丝拧紧、零件组装，力控传感器确保拧紧力度适中，避免零件损坏。
质量检测：搭配视觉传感器，对机电产品的外观、尺寸进行自动化检测，识别缺陷产品，提升检测效率和一致性。
仓储分拣：在自动化立体仓库中，协作机器人可与 AGV 小车联动，完成物料的分拣、搬运，适应小批量多品类的仓储需求。
更新时间：2025-12-15 
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