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关于机器人


机器人发展趋势
时间:2008-01-30 来源: 作者: 关键字:机器人 发展趋势

机器人是先进制造技术和自动化装备的典型代表,是人造机器的“终极”形式。它涉及 到机械、电子、自动控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个学科和领域,是 多种高新技术发展成果的综合集成,因此它的发展与众多学科发展密切相关。一方面,机器 人在制造业应用的范围越

来越广阔, 其标准化、 模块化、 网络化和智能化的程度也越来越高, 功能越来越强,并向着成套技术和装备的方向发展;另一方面,机器人向着非制造业应用发 展以及微小型方向发展,并将服务于人类活动的各个领域。总体趋势是,从狭义的机器人概 念向广义的机器人技术(RT)概念转移,从工业机器人产业向解决方案业务的机器人技术 产业发展。机器人技术(RT)的内涵已变为“灵活应用机器人技术的、具有在实世界动作功 能的智能化系统”。 目前,国外机器人技术正在向智能机器和智能系统的方向发展,其现状及发展趋势 主要体现在以下几个方面: 1.机器人机构技术 目前已经开发出了多种类型机器人机构,运动自由度从 3 自由度到 7 或 8 自由度不 等,其结构有串联、并联及垂直关节和平面关节多种。目前研究重点是机器人新的结构、功 能及可实现性,其目的是使机器功能更强、柔性更大、满足不同目的的需求。另外研究机器 人一些新的设计方法,探索新的高强度轻质材料,进一步提高负载/自重比。同时机器人机 构向着模块化、可重构方向发展。 2.机器人控制技术 现已实现了机器人的全数字化控制, 控制能力可达 21 轴的协调运动控制; 基于传感 器的控制技术已取得了重大进展。目前重点研究开放式、模块化控制系统,人机界面更加友 好,具有良好的语言及图形编辑界面。同时机器人的控制器的标准化和网络化以及基于 PC 机网络式控制器已成为研究热点。 编程技术除进一步提高在线编程的可操作性之外, 离线编 程的实用化将成为重点研究内容。 3.数字伺服驱动技术 机器人已经实现了全数字交流伺服驱动控制,绝对位置反馈。目前正研究利用计算机技 术,探索高效的控制驱动算法,提高系统的响应速度和控制精度;同时利用现场总线 (FILDBUS)技术,实现的分布式控制。 4.多传感系统技术 为进一步提高机器人的智能和适应性,多种传感器的应用是其问题解决的关键。目 前视觉传感器、 激光传感器等已在机器人中成功应用。 下一步的研究热点集中在有效可行的 (特别是在非线性及非平稳非正态分布的情形下) 多传感器融合算法, 以及解决传感系统的 实用化问题。 5.机器人应用技术 机器人应用技术主要包括机器人工作环境的优化设计和智能作业。优化设计主要利 用各种先进的计算机手段,实现设计的动态分析和仿真,提高设计效率和优化。智能作业则 是利用传感器技术和控制方法, 实现机器人作业的高度柔性和对环境的适应性, 同时降低操

作人员参与的复杂性。目前,机器人的作业主要靠人的参与实现示教,缺乏自我学习和自我 完善的能力。这方面的研究工作刚刚开始。 6.机器人网络化技术 网络化使机器人由独立的系统向群体系统发展,使远距离操作监控、维护及遥控脑 型工厂成为可能,这是机器人技术发展的一个里程碑。目前,机器人仅仅实现了简单的网络 通讯和控制,网络化机器人是目前机器人研究中的热点之一。 7.机器人灵巧化和智能化发展 机器人结构越来越灵巧,控制系统愈来愈小,其智能也越来越高,并正朝着一体化 方向发展。


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