3.1機器人機構(gòu)技術(shù)
目前已經(jīng)開發(fā)出了多種類型機器人機構(gòu),運動自由度從3自由度到7或8自由度不等,其結(jié)構(gòu)有串聯(lián)、并聯(lián)及垂直關(guān)節(jié)和平面關(guān)節(jié)多種。目前研究重點是機器人新的結(jié)構(gòu)、功能及可實現(xiàn)性,其目的是使機器功能更強、柔性更大、滿足不同目的的需求。另外研究機器人一些新的設(shè)計方法,探索新的高強度輕質(zhì)材料,進一步提高負(fù)載/自重比。同時機器人機構(gòu)向著模塊化、可重構(gòu)方向發(fā)展。
3.2機器人控制技術(shù)
現(xiàn)已實現(xiàn)了機器人的全數(shù)字化控制,控制能力可達21軸的協(xié)調(diào)運動控制;基于傳感器的控制技術(shù)已取得了重大進展。目前重點研究開放式、模塊化控制系統(tǒng),人機界面更加友好,具有良好的語言及圖形編輯界面。同時機器人的控制器的標(biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)化以及基于Pc機網(wǎng)絡(luò)式控制器已成為研究熱點。編程技術(shù)除進一步提高在線編程的可操作性之外,離線編程的實用化將成為重點研究內(nèi)容。
3.3數(shù)字伺服驅(qū)動技術(shù)
機器人已經(jīng)實現(xiàn)了全數(shù)字交流伺服驅(qū)動控制,絕對位置反饋。目前正研究利用計算機技術(shù),探索高效的控制驅(qū)動算法,提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和控制精度;同時利用現(xiàn)場總線(PROFIBUS)技術(shù),實現(xiàn)的分布式控制。
3.4多傳感系統(tǒng)技術(shù)
為進一步提高機器人的智能和適應(yīng)性,多種傳感器的應(yīng)用是其問題解決的關(guān)鍵。目前視覺傳感器、激光傳感器等已在機器人中成功應(yīng)用。下一步的研究熱點集中在有效可行的(特別是在非線性及非平穩(wěn)非正態(tài)分布的情形下)多傳感器融合算法,以及解決傳感系統(tǒng)的實用化問題。
3.5機器人應(yīng)用技術(shù)
機器人應(yīng)用技術(shù)主要包括機器人工作環(huán)境的優(yōu)化設(shè)計和智能作業(yè)。優(yōu)化設(shè)計主要利用各種先進的計算機手段,實現(xiàn)設(shè)計的動態(tài)分析和仿真,提高設(shè)計效率和優(yōu)化。智能作業(yè)則是利用傳感器技術(shù)和控制方法,實現(xiàn)機器人作業(yè)的高度柔性和對環(huán)境的適應(yīng)性,同時降低操作人員參與的復(fù)雜性。
目前,機器人的作業(yè)主要靠人的參與實現(xiàn)示教,缺乏自我學(xué)習(xí)和自我完善的能力。這方面的研究工作剛剛開始。
3.6機器人網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)化使機器人由獨立的系統(tǒng)向群體系統(tǒng)發(fā)展,使遠(yuǎn)距離操作監(jiān)控、維護及遙控腦型工廠成為可能,這是機器人技術(shù)發(fā)展的一個里程碑。目前,機器人僅僅實現(xiàn)了簡單的網(wǎng)絡(luò)通訊和控制,網(wǎng)絡(luò)化機器人是目前機器人研究中的熱點之一。
3.7機器人靈巧化和智能化發(fā)展
機器人結(jié)構(gòu)越來越靈巧,控制系統(tǒng)愈來愈小,其智能也越來越高,并正朝著一體化方向發(fā)展。
3.8工業(yè)機器人的技術(shù)發(fā)展趨勢
機器人是最典型的機電一體化裝備,技術(shù)附加值很高,應(yīng)用范圍很廣,作為先進制造業(yè)的支撐技術(shù)和信息化社會的新興產(chǎn)業(yè),將對未來生產(chǎn)和社會發(fā)展起越來越重要的作用。從近幾年世界機器人推出的產(chǎn)品來看,工業(yè)機器人技術(shù)正在向智能機器和智能系統(tǒng)的方向發(fā)展,其發(fā)展趨勢主要為結(jié)構(gòu)的模塊化和可重構(gòu)化,控制技術(shù)的開放化、PC化和網(wǎng)絡(luò)化,伺服驅(qū)動技術(shù)的數(shù)字化和分散化,多傳感器融合技術(shù)的實用化,工作環(huán)境設(shè)計的優(yōu)化和作業(yè)的柔性化,以及系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化和智能化等方面。
4 新興技術(shù)在機器人上的應(yīng)用
4.1微機在機器人上的應(yīng)用
微操作系統(tǒng)作為MEMS研究領(lǐng)域的一個重要分支受到各發(fā)達國家的高度重視,紛紛投入大量資金進行微操作機器人系統(tǒng)的研究,現(xiàn)已研制出多種各具特色的微操作機器人實驗樣機系統(tǒng)。大多數(shù)工業(yè)機器人是按照給定的程序做簡單重復(fù)的動作(如焊接、裝配、搬運等),不需要太強的智能。而對于微操作機器人來說,情況就有很大不同。因為被操作對象十分微小,操作人員不可能十分清楚它們的精確位置,況且外界環(huán)境的變化使得它們的相對位置不定,微觀世界里的物理法則及力學(xué)特性與宏觀世界也大相徑庭,這就要求機器人有很強的自動識別能力和決策能力。
4.2藍牙在機器人上的應(yīng)用
機器人智能技術(shù)中最為重要的相關(guān)領(lǐng)域是機器人的多感覺系統(tǒng)和多傳感信息的集成與融合。藍牙技術(shù)是用于替代電纜或連線的短距離無線通信技術(shù)。機器人采集信號可以通過在智能機器人上安裝一個帶有藍牙模塊的探測器作為接收設(shè)備來完成各種不同通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換和信息共享以及同外部通信之間的數(shù)據(jù)交換功能,同時還負(fù)責(zé)對各個從設(shè)備的管理和控制。