工業(yè)�(jī)器人由操作機(jī)(機(jī)械本體)、控制器、伺服驅(qū)�(dòng)系統(tǒng)和檢�(cè)傳感裝置�(gòu)�,是一種仿人操�、自�(dòng)控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作�(yè)的機(jī)電一體化自動(dòng)化生�(chǎn)�(shè)��
�(jī)器人技�(shù)是綜合了�(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)�(gòu)�(xué)、信息和傳感技�(shù)、人工智�、仿生學(xué)等多�(xué)科而形成的高新技�(shù),是�(dāng)代研究十分活�,應(yīng)用日益廣泛的�(lǐng)域。機(jī)器人�(yīng)用情�,是一�(gè)�(guó)家工�(yè)自動(dòng)化水平的重要�(biāo)��
�(jī)器人并不是在�(jiǎn)單意義上代替人工的勞�(dòng),而是綜合了人的特�(zhǎng)和機(jī)器特�(zhǎng)的一種擬人的電子�(jī)械裝�,既有人�(duì)�(huán)境狀�(tài)的快速反�(yīng)和分析判斷能�,又有機(jī)器可�(zhǎng)�(shí)間持�(xù)工作、精確度�、抗惡劣�(huán)境的能力,從某種意義上說(shuō)它也是機(jī)器的�(jìn)化過(guò)程產(chǎn)物,它是工業(yè)以及非產(chǎn)�(yè)界的重要生產(chǎn)和服�(wù)性設(shè)�,也是先�(jìn)制造技�(shù)�(lǐng)域不可缺少的自動(dòng)化設(shè)��
1、工�(yè)�(jī)器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修�,而單�(jī)�(jià)格不斷下�,平均單�(jī)�(jià)格從91年的10�3�(wàn)美元降至97年的6�5�(wàn)美元�
2、機(jī)械結(jié)�(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)�。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢�(cè)系統(tǒng)三位一體化;由�(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī);國(guó)外已有模塊化裝配�(jī)器人�(chǎn)品問(wèn)��
3、工�(yè)�(jī)器人控制系統(tǒng)向基于PC�(jī)的開(kāi)放型控制器方向發(fā)�,便于標(biāo)�(zhǔn)�、網(wǎng)�(luò)�;器件集成度提高,控制柜日見(jiàn)小巧,且采用模塊化結(jié)�(gòu);大大提高了系統(tǒng)的可靠�、易操作性和可維修��
4、機(jī)器人中的傳感器作用日益重�,除采用傳統(tǒng)的位�、速度、加速度等傳感器外,裝配、焊接機(jī)器人還應(yīng)用了視覺(jué)、力�(jué)等傳感器,而遙控機(jī)器人則采用視�(jué)、聲�(jué)、力�(jué)、觸�(jué)等多傳感器的融合技�(shù)�(lái)�(jìn)行環(huán)境建模及決策控制;多傳感器融合配置技�(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)��
5、虛擬現(xiàn)�(shí)技�(shù)在機(jī)器人中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于�(guò)程控�,如使遙控機(jī)器人操作者產(chǎn)生置身于�(yuǎn)端作�(yè)�(huán)境中的感�(jué)�(lái)操縱�(jī)器人�
6、當(dāng)代遙控機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展特�(diǎn)不是追求全自治系�(tǒng),而是致力于操作者與�(jī)器人的人�(jī)交互控制,即遙控加局部自主系�(tǒng)�(gòu)成完整的�(jiān)控遙控操作系�(tǒng),使智能�(jī)器人走出�(shí)�(yàn)室�(jìn)入實(shí)用化階段。美�(guó)�(fā)射到火星上的“索杰納”機(jī)器人就是這種系統(tǒng)成功�(yīng)用的最著名�(shí)��
7、機(jī)器人化機(jī)械開(kāi)始興起。從94年美�(guó)�(kāi)�(fā)出“虛擬軸�(jī)床”以�(lái),這種新型裝置已成為國(guó)際研究的熱點(diǎn)之一,紛紛探索開(kāi)拓其�(shí)際應(yīng)用的�(lǐng)��
目前�(guó)際機(jī)器人界都在加大科研力�,�(jìn)行機(jī)器人共性技�(shù)的研�,并朝著智能化和多樣化方向發(fā)�。主要研�?jī)?nèi)容集中在以下10�(gè)方面�
1、工�(yè)�(jī)器人操作�(jī)�(jié)�(gòu)的優(yōu)化設(shè)�(jì)技�(shù):探索新的高�(qiáng)度輕�(zhì)材料,�(jìn)一步提高負(fù)�/自重�,同�(shí)�(jī)�(gòu)向著模塊化、可重構(gòu)方向�(fā)��
2、機(jī)器人控制技�(shù):重�(diǎn)研究�(kāi)放式,模塊化控制系統(tǒng),人�(jī)界面更加友好,語(yǔ)言、圖形編程界面正在研制之�。機(jī)器人控制器的�(biāo)�(zhǔn)化和�(wǎng)�(luò)�,以及基于PC�(jī)�(wǎng)�(luò)式控制器已成為研究熱�(diǎn)。編程技�(shù)除�(jìn)一步提高在線編程的可操作性之�,離線編程的�(shí)用化將成為研究重�(diǎn)�
3、多傳感系統(tǒng):為�(jìn)一步提高機(jī)器人的智能和適應(yīng)性,多種傳感器的使用是其�(wèn)題解決的�(guān)�。其研究熱點(diǎn)在于有效可行的多傳感器融合算法,特別是在非線性及非平�(wěn)、非正態(tài)分布的情形下的多傳感器融合算�。另一�(wèn)題就是傳感系�(tǒng)的實(shí)用化�
4、機(jī)器人的結(jié)�(gòu)靈巧,控制系�(tǒng)愈來(lái)愈小,二者正朝著一體化方向�(fā)��
5、機(jī)器人遙控及監(jiān)控技�(shù),機(jī)器人半自主和自主技�(shù),多�(jī)器人和操作者之間的�(xié)�(diào)控制,通過(guò)�(wǎng)�(luò)建立大范圍內(nèi)的機(jī)器人遙控系統(tǒng),在有時(shí)延的情況�,建立預(yù)先顯示�(jìn)行遙控等�
6、虛擬機(jī)器人技�(shù):基于多傳感�、多媒體和虛擬現(xiàn)�(shí)以及臨場(chǎng)感技�(shù),實(shí)�(xiàn)�(jī)器人的虛擬遙操作和人�(jī)交互�
7、多智能體(multi-agent)調(diào)控制技�(shù):這是目前�(jī)器人研究的一�(gè)嶄新�(lǐng)�。主要對(duì)多智能體的群體體系結(jié)�(gòu)、相互間的通信與磋商機(jī)�,感知與�(xué)�(xí)方法,建模和�(guī)�、群體行為控制等方面�(jìn)行研��
8、微型和微小�(jī)器人技�(shù)(micro/miniature robotics�:這是�(jī)器人研究的一�(gè)新的�(lǐng)域和重點(diǎn)�(fā)展方�。過(guò)去的研究在該�(lǐng)域幾乎是空白,因此該�(lǐng)域研究的�(jìn)展將�(huì)引起�(jī)器人技�(shù)的一�(chǎng)革命,并且對(duì)社會(huì)�(jìn)步和人類活動(dòng)的各�(gè)方面�(chǎn)生不可估量的影響,微小型�(jī)器人技�(shù)的研究主要集中在系統(tǒng)�(jié)�(gòu)、運(yùn)�(dòng)方式、控制方�、傳感技�(shù)、通信技�(shù)以及行走技�(shù)等方��
9、軟�(jī)器人技�(shù)(soft robotics�:主要用于�(yī)�、護(hù)�、休閑和娛樂(lè)�(chǎng)�。傳�(tǒng)�(jī)器人�(shè)�(jì)未考慮與人緊密共處,因此其�(jié)�(gòu)材料多為金屬或硬性材�,軟�(jī)器人技�(shù)要求其結(jié)�(gòu)、控制方式和所用傳感系�(tǒng)在機(jī)器人意外地與�(huán)境或人碰撞時(shí)是安全的,機(jī)器人�(duì)人是友好��
10、仿人和仿生技�(shù):這是�(jī)器人技�(shù)�(fā)展的境界,目前僅在某些方面�(jìn)行一些基�(chǔ)研究�
總之�21世紀(jì)將會(huì)是機(jī)器人蓬勃�(fā)展的�(shí)代�
�(jī)器人的控制方法有位置控制、軌跡控�、力控制、力矩控制、柔順控�、力/位置混合控�、分解運(yùn)�(dòng)控制、變�(jié)�(gòu)控制、自適應(yīng)控制以及遞階控制、模糊控制、學(xué)�(xí)控制、神�(jīng)控制和�(jìn)化控制等智能控制。其�,有些控制方法已比較熟悉,另一些控制方法則較為新穎,并有待�(jìn)一步開(kāi)�(fā)與完��