小型工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)狀況與前景

　　(4)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)器人中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過程控制，如使遙控機(jī)器人操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機(jī)器人。

　　(5)機(jī)器人化機(jī)械開始興起。從94年美國開發(fā)出“虛擬軸機(jī)床”以來， 這種新型裝置已成為國際研究的熱點(diǎn)之一， 紛紛探索開拓其實(shí)際應(yīng)用的領(lǐng)域。

　　3 有關(guān)工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì)技術(shù)

　　3.1 機(jī)器人機(jī)構(gòu)技術(shù)

　　目前已經(jīng)開發(fā)出了多種類型機(jī)器人機(jī)構(gòu)， 運(yùn)動(dòng)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(diǎn)是機(jī)器人新的結(jié)構(gòu)、功能及可實(shí)現(xiàn)性，其目的是使機(jī)器功能更強(qiáng)、柔性更大、滿足不同目的的需求。另外研究機(jī)器人一些新的設(shè)計(jì)方法， 探索新的高強(qiáng)度輕質(zhì)材料，進(jìn)一步提高負(fù)載/自重比。同時(shí)機(jī)器人機(jī)構(gòu)向著模塊化、可重構(gòu)方向發(fā)展。

　　3.2 機(jī)器人控制技術(shù)

　　現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的全數(shù)字化控制，控制能力可達(dá)21軸的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)控制;基于傳感器的控制技術(shù)已取得了重大進(jìn)展。目前重點(diǎn)研究開放式、模塊化控制系統(tǒng)，人機(jī)界面更加友好，具有良好的語言及圖形編輯界面。同時(shí)機(jī)器人的控制器的標(biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)化以及基于Pc機(jī)網(wǎng)絡(luò)式控制器已成為研究熱點(diǎn)。編程技術(shù)除進(jìn)一步提高在線編程的可操作性之外， 離線編程的實(shí)用化將成為重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。

　　3.3 數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)

　　機(jī)器人已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)控制，絕對(duì)位置反饋。目前正研究利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，探索高效的控制驅(qū)動(dòng)算法，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度 和控制精度;同時(shí)利用現(xiàn)場(chǎng)總線(PROFIBUS)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)的分布式控制。

　　3.4 多傳感系統(tǒng)技術(shù)

　　為進(jìn)一步提高機(jī)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(jī)器人中成功應(yīng)用。下一步的研究熱點(diǎn)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(shí)用化問題。

　　3.5 機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)

　　機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)主要包括機(jī)器人工作環(huán)境的優(yōu)化設(shè)計(jì)和智能作業(yè)。優(yōu)化設(shè)計(jì)主要利用各種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)手段， 實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)分析和仿真， 提高設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)機(jī)器人作業(yè)的高度柔性和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性， 同時(shí)降低操作人員參與的復(fù)雜性。目前， 機(jī)器人的作業(yè)主要靠人的參與實(shí)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(jī)器人網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)

　　網(wǎng)絡(luò)化使機(jī)器人由獨(dú)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(hù)及遙控腦型工廠成為可能， 這是機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的一個(gè)里程碑。目前， 機(jī)器人僅僅實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)通訊和控制， 網(wǎng)絡(luò)化機(jī)器人是目前機(jī)器人研究中的熱點(diǎn)之一。

　　3.7 機(jī)器人靈巧化和智能化發(fā)展

　　機(jī)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。