小型工業(yè)機器人的設(shè)計狀況與前景

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

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

　　3 有關(guān)工業(yè)機械手的設(shè)計技術(shù)

　　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準化和網(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。