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外骨骼机器人技术论文发表

发布时间:2024-07-01 22:38:35

外骨骼机器人技术论文发表

【猎云网(微信号:)上海】1月21日报道

1月21日,上海傅利叶智能 科技 有限公司的外骨骼机器人开放平台暨Fourier X2发布会在上海举行。会上,真人“穿上”傅利叶智能全新一代下肢外骨骼机器人Fourier X2 进行示范展示。傅利叶智能与美国国家仪器(NI)、墨尔本大学联合打造的外骨骼机器人开放平台(EXOPS)正式面向全球首发,今后无论是学校、研究机构、或是临床中心都可以在此平台上进行外骨骼机器人的二次开发,无需再投入大量人力、物力,从零基础开始研制,从而大大推动外骨骼机器人的快速落地,及在各个领域的广泛应用。

现场,外骨骼机器人领域相关的专家、外骨骼机器人开放平台的种子用户(包括多所全球知名的高校和研究机构代表),以及傅利叶智能全球20多个国家的合作伙伴集中亮相。墨尔本大学机械工程系Denny Oetomo教授、美国国家仪器(NI)大中华区销售总监乔巍、傅利叶智能CEO顾捷、傅利叶智能首席战略官Zen KOH(许德宏)发表了相关主题演讲。

从原理上来讲,外骨骼机器人是一种可穿戴的动力外骨骼系统,有丰富的应用前景,比如未来下肢瘫痪的人在穿上外骨骼机器人后,就可通过它所提供的动力带动没有肌力的下肢,实现行走等功能。

那此番,傅利叶智能推出升级迭代后的外骨骼机器人Fourier X2有何不一般?顾捷在发布会上从以下几点作了介绍:

第一是更智能。 傅利叶智能在几年的发展过程中形成了强大的技术壁垒,此次发布的Fourier X2凭借核心的运动控制系统、动力单元以及力学传感系统,可应用于辅助行走、康复训练、运动功能强化等多个领域。

从整个外骨骼机器人的结构来看,Fourier X2拥有4个动力单元、6个多维力学传感器,分别位于大腿、小腿和足底,通过十多个传感器的布置可以形成一套感知系统,更加智能“读懂”人的运动意图,再根据用力大小调整动力输出,实现不同的运动模式。目前市场上大多数产品只能实现被动模式,也就是说人只能被迫跟着机器预设好的固定轨迹运动。而傅利叶智能可以通过其独有的力反馈控制算法,将外骨骼机器人与人进行交互,步态轨迹也可以依据使用者的用力大小、外部动态环境的变化而实时调整。同时,外骨骼机器人Fourier X2精巧的机械传动设计,高性能伺服电机与减速器提供了强大的扭矩输出,内置自主开发的运动控制板块,为运动轨迹、速度的动态调整与数据采集提供了强大的算力支持。

第二是更轻便,可穿戴性更好。 传统外骨骼机器人产品的架构是将减速器和电机堆叠在一起,整个机器很厚,重量很大,与人体的接触舒适性较弱,较难在生活中被经常性使用,但Fourier X2基于生物力学与人体工程学设计,采用了一些创新的方式,可以减小外骨骼的体积和重量,如使用了大量碳纤维等复合材料,在保证整体结构刚度的同时将负重感降至最低。国外同类型具有4个动力单元的下肢外骨骼产品重量一般在25公斤左右,而Fourier X2重量仅为18公斤,相较于上一代外骨骼机器人Fourier X1降低了35%。

第三是更便宜。 外骨骼机器人之所以未能很好地普及,价格是很重要的一大因素。 欧美国家的外骨骼机器人动辄上百万的售价,这是一个家庭所能难以承担的。因此,外骨骼机器人发展的一大趋势,就是让每个需要它的人都能负担得起。

顾捷表示,通过技术、产品迭代,以及工艺、供应链体系的完善,Fourier X2是一个能真正应用落地,将可进行批量化生产的机器人。“我们会坚定走在康复这条路上,首先帮助大量不能走路的患者进行康复训练,未来帮助他们能够站起来走路,重新回归生活,让外骨骼机器人变成他们日常生活中必备的工具。”

傅利叶将专注于康复领域,但外骨骼机器人在工业、军事等其他领域拥有巨大发展前景。现在全世界有很多大学、科研机构、企业的团队在研发外骨骼机器人,但这一新兴、前沿技术如果都从零基础开始做的话,会异常艰难,外骨骼机器人的市场难以爆发。基于此,便诞生了此次发布会的另一重磅项目——外骨骼机器人开放平台(EXOPS)。

Zen指出,目前全球有上百家实验室和公司在开发不同应用领域的外骨骼机器人,但是,开发一款外骨骼机器人往往需要上千万的资金和数年的时间。然而,很多的开发工作都是重复或是从零开始的,造成了一定的资源浪费,也让技术难以普及。我们希望行业不要重复去发明“车轮”,就像现在计算机系不需要自己去研发一个操作系统或者研发一款CPU,实验室可以在开放的平台上,开发适用于各个领域的特殊应用。

傅利叶智能联合美国国家仪器(NI)、墨尔本大学发起成立的外骨骼机器人开放平台,包含外骨骼机器人Fourier X2、数据采集系统、运动控制系统等,将为全球开发者们构建一个以软件为中心,搭载模块化硬件的外骨骼机器人生态系统,开发者们可以在此平台上进行二次开发,就像乐高玩具提供了积木块,用户可以用这些积木搭建出丰富多彩的成品。EXOPS配有一套开发者SDK(软件开发工具包),通过各种计算机语言平台调用信息,来处理复杂的控制算法。借助SDK,开发者能够调整外骨骼的步速、步态等参数,采集来自各个传感器的实时数据并控制多个动力单元来实现步行辅助。EXOPS可适配多个外接设备,比如通过增强现实眼镜,结合脑电信号采集帽,将脑电信号转换成外骨骼的控制命令。

目前外骨骼机器人开放平台已有多家高校和科研机构加入平台计划,是第一波的种子用户。并且基于该平台已取得了一些显著成果,例如傅利叶智能与西安交通大学徐光华教授团队一起合作,首次将视觉诱发增强的自主脑控技术应用于下肢外骨骼机器人,让人通过“意念”就能控制外骨骼机器人行走。

发布会现场,Zen将外骨骼机器人从单品开发走向平台赋能的历程类比大众所熟知的手机,一开始各类厂家推出各种形态的手机单品,但是最终当苹果系统、安卓系统发布之后,它就会变成了一个真正产业链,其他开发者可以站在巨人肩膀上进行开发和创作,但前提是需要有厂家敢于第一个走在前面,提供大家所认可的广泛平台。而此次傅利叶智能、美国国家仪器(NI)、墨尔本大学打造的外骨骼机器人平台便是如此。

谈及发起方各自的职责时,Zen介绍称,傅利叶智能主要聚焦康复机器人领域,在这个基础上已完成了外骨骼机器人量产的准备,包括提供广泛应用的硬件平台、控制系统和商用化的模块;NI是一家在全球拥有数十万客户的美国公司,它在各个行业提供的数据采集系统和可视化编程系统都可以集成到平台里面;墨尔本大学可以提供机器人的教学、课程等,我们会和墨尔本大学一起开放软件接口SDK,在开放平台上提供通用软件接口,今后无论是人工智能实验室、机器人控制实验室、机电控制实验室等,他们的团队都可以在驱动上开发应用。

“我们希望有更多的开发者们可以参与到外骨骼机器人的研究过程中,携手砥砺前行,不断改变人类的潜能,共同推动外骨骼机器人产业链发展。”Zen说,“本次发布会只是一个开始,下一步我们将会和全球最顶尖的人工智能与机器人实验室合作,共同承担基于EXOPS的研究课题,将优质的项目进行商业和临床转化,最终促成外骨骼机器人成为一个通用技术。针对开放平台,我们将在接下来的十年、二十年一直做下去,我们相信这一平台将赋能开发者、市场,构建一个真正可持续发展的智能机器人价值链,期望与全球的开发者们一起,解决现实中的问题,从而造福更多的人。”

机械外骨骼原理就是用高功率密度的驱动装置,非刚性连接套装在人体外,辅助人类肢体运动。是一种柔性、智能驱动系统。有几个特点,首先,在力学传动原理上,与汽车的助力转向系统类似;载重汽车最早使用液压助力转向系统,现在也有液压与机电混合,或者单纯电动的助力转向系统,有的轿车上也开始采用啦。通俗地说,就是原来要用100牛顿·米的扭矩转动汽车的方向盘,有了助力装置,将可能用10牛顿·米的扭矩就可以转动汽车的方向盘了。然后机械外骨骼的动力驱动系统应当非自锁,通俗地说,就是人强制扭动就能对抗助力系统的驱动,避免助力系统非正常驱动而造成被驱动人体骨折。例如汽车雨刮、汽车电动锁、汽车车窗驱动系统,一般是采用蜗轮传动副,本身就有自锁特点,简单地说,当切断电源,就不能用手转动雨刮,对于助力系统,就将人的姿态给“定格”下来了。机械外骨骼的动力驱动系统最难实现的关键是要重量轻,驱动力矩大而且非“自锁”,且不说在动力系统的设计上,非“自锁”的驱动装置功率密度一定要远远低于“自锁”的驱动装置;这套装置既要能辅助老年人和运动障碍人士搬运重物、攀爬楼梯,又要求自重轻;同时要求可靠性高,动力寿命长,简单地说,就是平均发生故障的时间长,不产生恶性人体伤害事故。以中国一般的工业基础能力,一套机械外骨骼的总重量低于200公斤都困难,所以就没有实用价值。对于非作战的、日常生活实用的机械外骨骼系统自身的重量,工业发达国家可以做到50公斤的数量级,其价格同时也居高不下。这就是功率密度和功率重量指标。机械外骨骼系统的驱动系统基本上都是高强度、加工精确、十分耐磨、韧性好的金属材料,碳纤维之类的复合材料没有多少用武之地,国内的冶炼水平差距巨大;加工的机床设备国内差距也一样遥远。例如要使用非圆曲面的齿轮加工、缸体研磨、优秀的热处理等等先进加工手段。通常的旋转电动机驱动系统、液压动力系统,都可以用于机械外骨骼,从发展上来看,可以是传统的谐波挠性传动机构、历史悠久的记忆合金、新兴的人工肌肉。气动机构不适合于应用在这种场合。因为北京的李海峰不乐意开展相关的工作,她手下闲置的机床不允许加工示范装置,她指挥物业公司严密限制相关的准备工作,就不多谈了。中国的工业基础薄弱,连轻武器都做不过西方工业发达国家,咋去做高功率密度的装置??去诈国家的钱,炮制论文倒是好题材。这个领域没有啥好研究挖掘的,基础工业上去后,一切就水到渠成啦。追问………………囧……回答表面材料还有人体适配性都是题外话题,无关紧要。金属材料冶炼要领先,机械加工要准确,刀具与加工设备要过硬。其他运动仿真、动力学、运动干涉验证仿真等等都是人的把戏。过去早就全面回答过啦,去百度网站知道栏目检索就有了。这些专业国外是有限制地,专业有管制,关键实验室不给非结盟国家留学生进入,华裔的企图和习惯,价值观念,惯用手法,地球人都知道,就别装了。李海峰就是危害国家安全的高官!!!!!在中国,没有关系、没有背景、没有后台,你想去做尖端科技、军事工业,妄想罢了。

外骨髂机器人技术论文发表

【猎云网(微信号:)上海】1月21日报道

1月21日,上海傅利叶智能 科技 有限公司的外骨骼机器人开放平台暨Fourier X2发布会在上海举行。会上,真人“穿上”傅利叶智能全新一代下肢外骨骼机器人Fourier X2 进行示范展示。傅利叶智能与美国国家仪器(NI)、墨尔本大学联合打造的外骨骼机器人开放平台(EXOPS)正式面向全球首发,今后无论是学校、研究机构、或是临床中心都可以在此平台上进行外骨骼机器人的二次开发,无需再投入大量人力、物力,从零基础开始研制,从而大大推动外骨骼机器人的快速落地,及在各个领域的广泛应用。

现场,外骨骼机器人领域相关的专家、外骨骼机器人开放平台的种子用户(包括多所全球知名的高校和研究机构代表),以及傅利叶智能全球20多个国家的合作伙伴集中亮相。墨尔本大学机械工程系Denny Oetomo教授、美国国家仪器(NI)大中华区销售总监乔巍、傅利叶智能CEO顾捷、傅利叶智能首席战略官Zen KOH(许德宏)发表了相关主题演讲。

从原理上来讲,外骨骼机器人是一种可穿戴的动力外骨骼系统,有丰富的应用前景,比如未来下肢瘫痪的人在穿上外骨骼机器人后,就可通过它所提供的动力带动没有肌力的下肢,实现行走等功能。

那此番,傅利叶智能推出升级迭代后的外骨骼机器人Fourier X2有何不一般?顾捷在发布会上从以下几点作了介绍:

第一是更智能。 傅利叶智能在几年的发展过程中形成了强大的技术壁垒,此次发布的Fourier X2凭借核心的运动控制系统、动力单元以及力学传感系统,可应用于辅助行走、康复训练、运动功能强化等多个领域。

从整个外骨骼机器人的结构来看,Fourier X2拥有4个动力单元、6个多维力学传感器,分别位于大腿、小腿和足底,通过十多个传感器的布置可以形成一套感知系统,更加智能“读懂”人的运动意图,再根据用力大小调整动力输出,实现不同的运动模式。目前市场上大多数产品只能实现被动模式,也就是说人只能被迫跟着机器预设好的固定轨迹运动。而傅利叶智能可以通过其独有的力反馈控制算法,将外骨骼机器人与人进行交互,步态轨迹也可以依据使用者的用力大小、外部动态环境的变化而实时调整。同时,外骨骼机器人Fourier X2精巧的机械传动设计,高性能伺服电机与减速器提供了强大的扭矩输出,内置自主开发的运动控制板块,为运动轨迹、速度的动态调整与数据采集提供了强大的算力支持。

第二是更轻便,可穿戴性更好。 传统外骨骼机器人产品的架构是将减速器和电机堆叠在一起,整个机器很厚,重量很大,与人体的接触舒适性较弱,较难在生活中被经常性使用,但Fourier X2基于生物力学与人体工程学设计,采用了一些创新的方式,可以减小外骨骼的体积和重量,如使用了大量碳纤维等复合材料,在保证整体结构刚度的同时将负重感降至最低。国外同类型具有4个动力单元的下肢外骨骼产品重量一般在25公斤左右,而Fourier X2重量仅为18公斤,相较于上一代外骨骼机器人Fourier X1降低了35%。

第三是更便宜。 外骨骼机器人之所以未能很好地普及,价格是很重要的一大因素。 欧美国家的外骨骼机器人动辄上百万的售价,这是一个家庭所能难以承担的。因此,外骨骼机器人发展的一大趋势,就是让每个需要它的人都能负担得起。

顾捷表示,通过技术、产品迭代,以及工艺、供应链体系的完善,Fourier X2是一个能真正应用落地,将可进行批量化生产的机器人。“我们会坚定走在康复这条路上,首先帮助大量不能走路的患者进行康复训练,未来帮助他们能够站起来走路,重新回归生活,让外骨骼机器人变成他们日常生活中必备的工具。”

傅利叶将专注于康复领域,但外骨骼机器人在工业、军事等其他领域拥有巨大发展前景。现在全世界有很多大学、科研机构、企业的团队在研发外骨骼机器人,但这一新兴、前沿技术如果都从零基础开始做的话,会异常艰难,外骨骼机器人的市场难以爆发。基于此,便诞生了此次发布会的另一重磅项目——外骨骼机器人开放平台(EXOPS)。

Zen指出,目前全球有上百家实验室和公司在开发不同应用领域的外骨骼机器人,但是,开发一款外骨骼机器人往往需要上千万的资金和数年的时间。然而,很多的开发工作都是重复或是从零开始的,造成了一定的资源浪费,也让技术难以普及。我们希望行业不要重复去发明“车轮”,就像现在计算机系不需要自己去研发一个操作系统或者研发一款CPU,实验室可以在开放的平台上,开发适用于各个领域的特殊应用。

傅利叶智能联合美国国家仪器(NI)、墨尔本大学发起成立的外骨骼机器人开放平台,包含外骨骼机器人Fourier X2、数据采集系统、运动控制系统等,将为全球开发者们构建一个以软件为中心,搭载模块化硬件的外骨骼机器人生态系统,开发者们可以在此平台上进行二次开发,就像乐高玩具提供了积木块,用户可以用这些积木搭建出丰富多彩的成品。EXOPS配有一套开发者SDK(软件开发工具包),通过各种计算机语言平台调用信息,来处理复杂的控制算法。借助SDK,开发者能够调整外骨骼的步速、步态等参数,采集来自各个传感器的实时数据并控制多个动力单元来实现步行辅助。EXOPS可适配多个外接设备,比如通过增强现实眼镜,结合脑电信号采集帽,将脑电信号转换成外骨骼的控制命令。

目前外骨骼机器人开放平台已有多家高校和科研机构加入平台计划,是第一波的种子用户。并且基于该平台已取得了一些显著成果,例如傅利叶智能与西安交通大学徐光华教授团队一起合作,首次将视觉诱发增强的自主脑控技术应用于下肢外骨骼机器人,让人通过“意念”就能控制外骨骼机器人行走。

发布会现场,Zen将外骨骼机器人从单品开发走向平台赋能的历程类比大众所熟知的手机,一开始各类厂家推出各种形态的手机单品,但是最终当苹果系统、安卓系统发布之后,它就会变成了一个真正产业链,其他开发者可以站在巨人肩膀上进行开发和创作,但前提是需要有厂家敢于第一个走在前面,提供大家所认可的广泛平台。而此次傅利叶智能、美国国家仪器(NI)、墨尔本大学打造的外骨骼机器人平台便是如此。

谈及发起方各自的职责时,Zen介绍称,傅利叶智能主要聚焦康复机器人领域,在这个基础上已完成了外骨骼机器人量产的准备,包括提供广泛应用的硬件平台、控制系统和商用化的模块;NI是一家在全球拥有数十万客户的美国公司,它在各个行业提供的数据采集系统和可视化编程系统都可以集成到平台里面;墨尔本大学可以提供机器人的教学、课程等,我们会和墨尔本大学一起开放软件接口SDK,在开放平台上提供通用软件接口,今后无论是人工智能实验室、机器人控制实验室、机电控制实验室等,他们的团队都可以在驱动上开发应用。

“我们希望有更多的开发者们可以参与到外骨骼机器人的研究过程中,携手砥砺前行,不断改变人类的潜能,共同推动外骨骼机器人产业链发展。”Zen说,“本次发布会只是一个开始,下一步我们将会和全球最顶尖的人工智能与机器人实验室合作,共同承担基于EXOPS的研究课题,将优质的项目进行商业和临床转化,最终促成外骨骼机器人成为一个通用技术。针对开放平台,我们将在接下来的十年、二十年一直做下去,我们相信这一平台将赋能开发者、市场,构建一个真正可持续发展的智能机器人价值链,期望与全球的开发者们一起,解决现实中的问题,从而造福更多的人。”

机械外骨骼原理就是用高功率密度的驱动装置,非刚性连接套装在人体外,辅助人类肢体运动。是一种柔性、智能驱动系统。有几个特点,首先,在力学传动原理上,与汽车的助力转向系统类似;载重汽车最早使用液压助力转向系统,现在也有液压与机电混合,或者单纯电动的助力转向系统,有的轿车上也开始采用啦。通俗地说,就是原来要用100牛顿·米的扭矩转动汽车的方向盘,有了助力装置,将可能用10牛顿·米的扭矩就可以转动汽车的方向盘了。然后机械外骨骼的动力驱动系统应当非自锁,通俗地说,就是人强制扭动就能对抗助力系统的驱动,避免助力系统非正常驱动而造成被驱动人体骨折。例如汽车雨刮、汽车电动锁、汽车车窗驱动系统,一般是采用蜗轮传动副,本身就有自锁特点,简单地说,当切断电源,就不能用手转动雨刮,对于助力系统,就将人的姿态给“定格”下来了。机械外骨骼的动力驱动系统最难实现的关键是要重量轻,驱动力矩大而且非“自锁”,且不说在动力系统的设计上,非“自锁”的驱动装置功率密度一定要远远低于“自锁”的驱动装置;这套装置既要能辅助老年人和运动障碍人士搬运重物、攀爬楼梯,又要求自重轻;同时要求可靠性高,动力寿命长,简单地说,就是平均发生故障的时间长,不产生恶性人体伤害事故。以中国一般的工业基础能力,一套机械外骨骼的总重量低于200公斤都困难,所以就没有实用价值。对于非作战的、日常生活实用的机械外骨骼系统自身的重量,工业发达国家可以做到50公斤的数量级,其价格同时也居高不下。这就是功率密度和功率重量指标。机械外骨骼系统的驱动系统基本上都是高强度、加工精确、十分耐磨、韧性好的金属材料,碳纤维之类的复合材料没有多少用武之地,国内的冶炼水平差距巨大;加工的机床设备国内差距也一样遥远。例如要使用非圆曲面的齿轮加工、缸体研磨、优秀的热处理等等先进加工手段。通常的旋转电动机驱动系统、液压动力系统,都可以用于机械外骨骼,从发展上来看,可以是传统的谐波挠性传动机构、历史悠久的记忆合金、新兴的人工肌肉。气动机构不适合于应用在这种场合。因为北京的李海峰不乐意开展相关的工作,她手下闲置的机床不允许加工示范装置,她指挥物业公司严密限制相关的准备工作,就不多谈了。中国的工业基础薄弱,连轻武器都做不过西方工业发达国家,咋去做高功率密度的装置??去诈国家的钱,炮制论文倒是好题材。这个领域没有啥好研究挖掘的,基础工业上去后,一切就水到渠成啦。追问………………囧……回答表面材料还有人体适配性都是题外话题,无关紧要。金属材料冶炼要领先,机械加工要准确,刀具与加工设备要过硬。其他运动仿真、动力学、运动干涉验证仿真等等都是人的把戏。过去早就全面回答过啦,去百度网站知道栏目检索就有了。这些专业国外是有限制地,专业有管制,关键实验室不给非结盟国家留学生进入,华裔的企图和习惯,价值观念,惯用手法,地球人都知道,就别装了。李海峰就是危害国家安全的高官!!!!!在中国,没有关系、没有背景、没有后台,你想去做尖端科技、军事工业,妄想罢了。

机器人控制技术论文篇二 智能控制在机器人技术中的应用 摘要:机器人的智能从无到有、从低级到高级,随着科学技术的进步而不断深人发展。计算机技术、 网络技术 、人工智能、新材料和MEMS技术的发展,智能化、网络化、微型化发展趋势凸显出来。本文主要探讨智能控制在机器人技术中的应用。 关键词:智能控制 机器人 技术 1、引言 工业机器人是一个复杂的非线性、强耦合、多变量的动态系统,运行时常具有不确定性,而用现有的机器人动力学模型的先验知识常常难以建立其精确的数学模型,即使建立某种模型,也很复杂、计算量大,不能满足机器人实时控制的要求。智能控制的出现为解决机器人控制中存在的一些问题提供了新的途径。由于智能控制具有整体优化,不依赖对象模型,自学习和自适应等特性,用它解决机器人等复杂控制问题,可以取得良好效果。 2、智能机器人的概述 提起智能机器人,很容易让人联想到人工智能。人工智能有生物学模拟学派、心理学派和行为主义学派三种不同的学派。在20世纪50年代中期,行为主义学派一直占统治地位。行为主义学派的学者们认为人类的大部分知识是不能用数学方法精确描述的,提出了用符号在计算机上表达知识的符号推理系统,即专家系统。专家系统用规则或语义网来表示知识规则。但人类的某些知识并不能用显式规则来描述,因此,专家系统曾一度陷人困境。近年来神经网络技术取得一定突破,使生物模拟学派活跃起来。智能机器人是人工智能研究的载体,但两者之间存在很大的差异。例如,对于智能装配机器人而言,要求它通过视觉系统获取图纸上的装配信息,通过分析,发现并找到所需工件,按正确的装配顺序把工件一一装配上。因此,智能机器人需要具备知识的表达与获取技术,要为装配做出规划。同时,在发现和寻找工件时需要利用模式识别技术,找到图样上的工件。装配是一个复杂的工艺,它可能要采用力与位置的混合控制技术,还可能为机器人的本体装上柔性手腕,才能完成任务,这又是机构学问题。智能机器人涉及的面广,技术要求高,是高新技术的综合体。那么,到底什么是智能机器人呢?到目前为止,国际上对智能机器人仍没有统一的定义。一般认为,智能机器人是具有感知、思维和动作的机器。所谓感知,即指发现、认识和描述外部环境和自身状态的能力。如装配作业,它要能找到和识别所要的工件,需要利用视觉传感器来感知工件。同时,为了接近工件,智能机器人需要在非结构化的环境中,认识瘴碍物并实现避障移动。这些都依赖于智能机器人的感觉系统,即各种各样的传感器。所谓思维,是指机器人自身具有解决问题的能力。比如,装配机器人可以根据设计要求,为一个复杂机器找到零件的装配办法及顺序,指挥执行机构,即动作部分去装配完成这个机器,动作是指机器人具有可以完成作业的机构和驱动装置。因此,智能机器人是一个复杂的软件、硬件的综合体。虽然对智能机器人没有统一的定义,但通过对具体智能机器人的考察,还是有一个感性认识的。 3、智能机器人的体系结构 智能机器人的体系结构主要包括硬件系统和软件系统两 个方面。由于智能机器人的使用目的不同,硬件系统的构成也不尽相同。结构是以人为原型设计的。系统主要包括视觉系统、行走机构、机械手、控制系统和人机接口。如图1所示: 2.1视觉系统 智能机器人利用人工视觉系统来模拟人的眼睛。视觉系统可分为图像获取、图像处理、图像理解3个部分。视觉传感器是将景物的光信号转换成电信号的器件。早期智能机器人使用光导摄像机作为机器人的视觉传感器。近年来,固态视觉传感器,如电荷耦合器件CCD、金属氧化物半导体CMOS器件。同电视摄像机相比,固体视觉传感器体积小、质量轻,因此得到广泛的应用。视觉传感器得到的电信号经过A/D转换成数字信号,即数字图像。单个视觉传感器只能获取平面图像,无法获取深度或距离信息。目前正在研究用双目立体视觉或距离传感.器来获取三维立体视觉信息。但至今还没有一种简单实用的装置。数字图像经过处理,提取特征,然后由图像理解部分识别外界的景物。 2.2行走机构 智能机器人的行走机构有轮式、履带式或爬行式以及类人型的两足式。目前大多数智能机器人.采用轮式、履带式或爬行式行走机构,实现起来简单方便。1987年开始出现两足机器人,随后相继研制了四足、六足机器人。让机器人像人类一样行走,是科学家一直追求的梦想。 2.3机械手 智能机器人可以借用工业机器人的机械手结构。但手的自由度需要增加,而且还要配备触觉、压觉、力觉和滑觉等传感器以便产生柔软、.灵活、可靠的动作,完成复杂作业。 2.4控制系统 智能机器人多传感器信息的融合、运动规划、环境建模、智能推理等需要大量的内存和高速、实时处理能力。现在的冯?诺曼结构作为智能机器人的控制器仍然力不从心。随着光子计算机和并行处理结构的出现,智能机器人的处理能力会更高。机器人会出现更高的钾能。 2.5人机接口 智能机器人的人机接口包括机器人会说、会听以及网络接日、话筒、扬声器、语音合成和识别系统,使机器人能够听懂人类的指令,能与人以自然语言进行交流。机器人还需要具有网络接n,人可以通过网络和通讯技术对机器.人进行控制和操作。 随着智能机器人研究的不断深入、越来越多的各种各样的传感器被使用,信息融合、规划,问题求解,运动学与动力学计算等单元技术不断提高,使智能机器人整体智能能力不断增强,同时也使其系统结构变得复杂。智能机器人是一个多CPU的复杂系统,它必然是分成若干模块或分层递阶结构。在这个结构中,功能如何分解、时间关系如何确定、空间资源如何分配等问题,都是直接影响整个系统智能能力的关键问题。同时为了保证智能系统的扩展,便于技术的更新,要求系统的结构具有一定开放性,从而保证智能能力不断增强,新的或更多传感器可以进入,各种算法可以组合使用口这便使体系结构本身变成了一个要研究解决的复杂问题。智能机器人的体系结构是定义一个智能机器人系统各部分之间相互关系和功能分配,确定一个智能机器人或多个智能机器人系统的信息流通关系和逻辑上的计算结构。对于一个具体的机器人而言,可以说就是这个机器人信息处理和控制系统的总体结构,它不包括这个机器人的机械结构内容。事实上,任何一个机器人都有自己的体系结构。目前,大多数工业机器人的控制系统为两层结构,上层负责运动学计算和人机交互,下层负责对各个关节进行伺服控制。 参考文献: [1]左敏,曾广平. 基于平行进化的机器人智能控制研究[J]. 计算机仿真,2011,08:15-16. [2]陈赜,司匡书. 全自主类人机器人的智能控制系统设计[J]. 伺服控制,2009,02:76-78. [3]康雅微. 移动机器人马达的智能控制[J]. 装备制造技术,2010.08:102-103. 看了“机器人控制技术论文”的人还看: 1. 搬运机器人技术论文 2. 机电控制技术论文 3. 关于机器人的科技论文 4. 工业机器人技术论文范文(2) 5. 机器人科技论文

机器人技术与应用发表论文

机器人是由计算机控制的通过编程具有可以变更的多功能的自动机械,下面是我整理的机器人技术论文,希望你能从中得到感悟!

刍议智能机器人及其关键技术

【摘 要】文章介绍了机器人的定义,阐述了智能机器人研究领域的关键技术,最后展望了智能机器人今后的发展趋势。

【关键词】智能机器人;信息融合;智能控制

一、机器人的定义

自机器人问世以来,人们就很难对机器人下一个准确的定义,欧美国家认为机器人应该是“由计算机控制的通过编程具有可以变更的多功能的自动机械”;日本学者认为“机器人就是任何高级的自动机械”,我国科学家对机器人的定义是:“机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,是一种具有高度灵活性的自动化机器。”目前国际上对机器人的概念已经渐趋一致,联合国标准化组织采纳了美国机器人协会(RIA:Robot Institute of America)于1979 年给机器人下的定义:“一种可编程和多功能的,用来搬运材料、零件、工具的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”概括说来,机器人是靠自身动和控制能力来实现各种功能的一种机器。

二、智能机器人关键技术

随着社会发展的需要和机器人应用领域的扩大,人们对智能机器人的要求也越来越高。智能机器人所处的环境往往是未知的、难以预测的,在研究这类机器人的过程中,主要涉及到以下关键技术:

(1)多传感器信息融合。多传感器信息融合技术是近年来十分热门的研究课题,它与控制理论、信号处理、人工智能、概率和统计相结合,为机器人在各种复杂、动态、不确定和未知的环境中执行任务提供了一种技术解决途径。机器人所用的传感器有很多种,根据不同用途分为内部测量传感器和外部测量传感器两大类。内部测量传感器用来检测机器人组成部件的内部状态,包括:特定位置、角度传感器;任意位置、角度传感器;速度、角度传感器;加速度传感器;倾斜角传感器;方位角传感器等。外部传感器包括:视觉(测量、认识传感器)、触觉(接触、压觉、滑动觉传感器)、力觉(力、力矩传感器)、接近觉(接近觉、距离传感器)以及角度传感器(倾斜、方向、姿式传感器)。多传感器信息融合就是指综合来自多个传感器的感知数据,以产生更可靠、更准确或更全面的信息。经过融合的多传感器系统能够更加完善、精确地反映检测对象的特性,消除信息的不确定性,提高信息的可靠性。融合后的多传感器信息具有以下特性:冗余性、互补性、实时性和低成本性。目前多传感器信息融合方法主要有贝叶斯估计、卡尔曼滤波、神经网络、小波变换等。

(2)导航与定位。在机器人系统中,自主导航是一项核心技术,是机器人研究领域的重点和难点问题。导航的基本任务有3点:一是基于环境理解的全局定位:通过环境中景物的理解,识别人为路标或具体的实物,以完成对机器人的定位,为路径规划提供素材;二是目标识别和障碍物检测:实时对障碍物或特定目标进行检测和识别,提高控制系统的稳定性;三是安全保护:能对机器人工作环境中出现的障碍和移动物体作出分析并避免对机器人造成的损伤。机器人有多种导航方式,根据环境信息的完整程度、导航指示信号类型等因素的不同,可以分为基于地图的导航、基于创建地图的导航和无地图的导航3类。根据导航采用的硬件的不同,可将导航系统分为视觉导航和非视觉传感器组合导航。视觉导航是利用摄像头进行环境探测和辨识,以获取场景中绝大部分信息。目前视觉导航信息处理的内容主要包括:视觉信息的压缩和滤波、路面检测和障碍物检测、环境特定标志的识别、三维信息感知与处理。非视觉传感器导航是指采用多种传感器共同工作,如探针式、电容式、电感式、力学传感器、雷达传感器、光电传感器等,用来探测环境,对机器人的位置、姿态、速度和系统内部状态等进行监控,感知机器人所处工作环境的静态和动态信息,使得机器人相应的工作顺序和操作内容能自然地适应工作环境的变化,有效地获取内外部信息。

(3)路径规划。路径规划技术是机器人研究领域的一个重要分支。最优路径规划就是依据某个或某些优化准则(如工作代价最小、行走路线最短、行走时间最短等),在机器人工作空间中找到一条从起始状态到目标状态、可以避开障碍物的最优路径。路径规划方法大致可以分为传统方法和智能方法两种。传统路径规划方法主要有以下几种:自由空间法、图搜索法、栅格解耦法、人工势场法。大部分机器人路径规划中的全局规划都是基于上述几种方法进行的,但这些方法在路径搜索效率及路径优化方面有待于进一步改善。人工势场法是传统算法中较成熟且高效的规划方法,它通过环境势场模型进行路径规划,但是没有考察路径是否最优。智能路径规划方法是将遗传算法、模糊逻辑以及神经网络等人工智能方法应用到路径规划中,来提高机器人路径规划的避障精度,加快规划速度,满足实际应用的需要。其中应用较多的算法主要有模糊方法、神经网络、遗传算法、Q学习及混合算法等,这些方法在障碍物环境已知或未知情况下均已取得一定的研究成果。

(4)机器人视觉。视觉系统是自主机器人的重要组成部分,一般由摄像机、图像采集卡和计算机组成。机器人视觉系统的工作包括图像的获取、图像的处理和分析、输出和显示,核心任务是特征提取、图像分割和图像辨识。而如何精确高效的处理视觉信息是视觉系统的关键问题。目前视觉信息处理逐步细化,包括视觉信息的压缩和滤波、环境和障碍物检测、特定环境标志的识别、三维信息感知与处理等。其中环境和障碍物检测是视觉信息处理中最重要、也是最困难的过程。机器人视觉是其智能化最重要的标志之一,对机器人智能及控制都具有非常重要的意义。目前国内外都在大力研究,并且已经有一些系统投入使用。

(5)智能控制。随着机器人技术的发展,对于无法精确解析建模的物理对象以及信息不足的病态过程,传统控制理论暴露出缺点,近年来许多学者提出了各种不同的机器人智能控制系统。机器人的智能控制方法有模糊控制、神经网络控制、智能控制技术的融合(模糊控制和变结构控制的融合;神经网络和变结构控制的融合;模糊控制和神经网络控制的融合;智能融合技术还包括基于遗传算法的模糊控制方法)等。近几年,机器人智能控制在理论和应用方面都有较大的进展。在模糊控制方面,J.J.Buckley等人论证了模糊系统的逼近特性,E.H.Mamdan首次将模糊理论用于一台实际机器人。模糊系统在机器人的建模控制、对柔性臂的控制、模糊补偿控制以及移动机器人路径规划等各个领域都得到了广泛的应用。在机器人神经网络控制方面,CMCA(Cere-bella Model Controller Articulation)应用较早的一种控制方法,其最大特点是实时性强,尤其适用于多自由度操作臂的控制。

(6)人机接口技术。智能机器人的研究目标并不是完全取代人,复杂的智能机器人系统仅仅依靠计算机来控制目前是有一定困难的,即使可以做到,也由于缺乏对环境的适应能力而并不实用。智能机器人系统还不能完全排斥人的作用,而是需要借助人机协调来实现系统控制。因此,设计良好的人机接口就成为智能机器人研究的重点问题之一。人机接口技术是研究如何使人方便自然地与计算机交流。为了实现这一目标,除了最基本的要求机器人控制器有1个友好的、灵活方便的人机界面之外,还要求计算机能够看懂文字、听懂语言、说话表达,甚至能够进行不同语言之间的翻译,而这些功能的实现又依赖于知识表示方法的研究。因此,研究人机接口技术既有巨大的应用价值,又有基础理论意义。目前,人机接口技术已经取得了显著成果,文字识别、语音合成与识别、图像识别与处理、机器翻译等技术已经开始实用化。另外,人机接口装置和交互技术、监控技术、远程操作技术、通讯技术等也是人机接口技术的重要组成部分,其中远程操作技术是一个重要的研究方向。

三、总结与展望

机器人是自动化领域的主题之一,人们几十年来对机器人的开发和研究,使机器人技术取得了巨大的进步。随着人工智能、智能控制和计算机技术的发展,机器人的应用领域必将不断扩大,性能不断提高,在未来的生产、生活、科研当中会发挥更重要的作用。

参 考 文 献

[1]孙华,陈俊风,吴林.多传感器信息融合技术及其在机器人中的应用[J].传感器技术.2003,22(9):1~4

[2]王灏,毛宗源.机器人的智能控制方法[M].北京:国防工业出版社,2002

[3]金周英.关于我国智能机器人发展的几点思考[J].机器人技术与应用.2001(4):5~7

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现如今,随着社会经济发展,机器人开始被广泛应用于各行各业中,替工人进行一些复杂、繁重的体力劳动,能减轻人们的工作负担。下面是由我整理的工业机器人技术论文 范文 ,希望能对大家有所帮助!工业机器人技术论文范文篇一:《浅谈工业机器人在工业生产中的应用》 工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。就工业机器人在工业生产中的应用进行探讨。 关键词:工业机器人 应用 工业 1 引言 工业机器人最早应用于汽车制造工业,常用于焊接,喷漆,上、下料和搬运。工业机器人延伸和扩大了人的手、足和大脑功能,它可代替人从事危险、有害、有毒、低温和高热等恶劣环境中的工作;代替人完成繁重、单调的重复劳动,提高劳动生产率,保证产品质量。工业机器人与数控加工中心、自动搬运小车以及自动检测系统可组成柔性制造系统和计算机集成制造系统,实现生产自动化。 2 工业机器人的主要运用 (1)恶劣工作环境及危险工作军事领域及核工业领域有些作业是有害于人体健康并危及生命,或不安全因素很大而不宜由人去做的作业,用工业机器人去做最合适。例如核工厂设备的检验和维修机器人,核工业上沸腾水式反应堆燃料自动交换机。 (2)特殊作业场合和极限作业火山探险、深海探密和空间探索等领域对于人类来说是力所不能及的,只有机器人才能进行作业。如航天飞机上用来回收卫星的操作臂;用于海底采矿和打捞的遥控海洋作业机器人。 (3)自动化生产领域早期的工业机器人在生产上主要用于机床上、下料,点焊和喷漆。用得最多的制造工业包括电机制造、汽车制造、塑料成形、通用机械制造和金属加工等工业。随着柔性自动化的出现,机器人在自动化生产领域扮演了更重要的角色。下面主要针对工业机器人在自动化生产领域的应用进行简单介绍。 2.1 焊接机器人 点焊机器人工业机器人首先应用于汽车的点焊作业,点焊机器人广泛应用于焊接车体薄板件。装焊一台汽车车体一般大约需要完成3000~4000个焊点,其中60%是由点焊机器人来完成的。在有些大批量汽车生产线上,服役的点焊机器人数量甚至高达150多台。 点焊机器人主要性能要求:安装面积小,工件空间大;快速完成小节距的多点定位;定位精度高(土0 .25 mm ),以确保焊接质量;持重大(490~980N ) ,以便携带内装变压器的焊钳;示教简单,节省工时。 2.2 弧焊机器人 弧焊机器人应用于焊接金属连续结合的焊缝工艺,绝大多数可以完成自动送丝、熔化电极和气体保护下进行焊接工作。弧焊机器人应用范围很广,除汽车行业外,在通用机械、金属结构等许多行业中都有应用。弧焊机器人应是包括各种焊接附属装置在内的焊接系统,而不只是一台以规划的速度和姿态携带焊枪移动的单机。如图1所示为弧焊机器人的基本组成。适合机器人应用的弧焊 方法 主要有惰性握体保护焊、混合所体保护焊、埋弧焊和等离子弧焊接。 1-机器人控制柜2-焊接电源3-气瓶4-气体流量计5-气路6-焊丝轮7-柔性导管8-弧焊机器人9-送丝机器人10-焊枪11-工件电缆12-焊接电缆13-控制电缆 图1 弧焊机器人系统的基本组成 弧焊机器人的主要性能要求:在弧焊作业中,要求焊枪跟踪工件的焊道运动,并不断填充金属形成焊道。因此,运动过程中速度的稳定性和轨迹是两项重要指标,一般情况下,焊接速度约取5~50 mm/s ,轨迹精度约为.2 ~0.5 ) mm;由于焊枪的姿态对焊缝质量也有一定影响,因此希望在跟踪焊道的同时,焊枪姿态的可调范围尽量大。此外,还有一些其他性能要求,这些要求包括:设定焊接条件(电流、电压、速度等)、抖动功能、坡口填充功能、焊接异常检测功能(断弧、工件熔化)及焊接传感器(起始焊点检测,焊道跟踪)的接口功能。 2.3 喷漆机器人 喷漆机器人广泛应用于汽车车体、家电产品和各种塑料制品的喷漆作业。喷漆机器人在使用环境和动作要求上有如下特点: (1)工作环境空气中含有易爆的喷漆剂蒸气; (2)沿轨迹高速运动,途经各点均为作业点; (3)多数被喷漆部件都搭载在传送带上,边移动边喷漆。如图2所示为关节式喷漆机器人。 2.4 搬运机器人 随着计算机集成制造技术、物流技术、自动仓储技术的发展,搬运机器人在现代制造业中的应用也越来越广泛。机器人可用于零件的加工过程中,物料、工辅量具的装卸和储运,可用来将零件从一个输送装置送到另一个输送装置,或从一台机床上将加工完的零件取下再安装到另一台机床上去。 2.5 装配机器人 装配在现代工业生产中占有十分重要的地位。有关资料统计表明,装配劳动量占产品生产劳动量的50%~60%,在有些场合,这一比例甚至更高。例如,在电子器件厂的芯片装配、电路板的生产中,装配劳动量占产品生产劳动量的70 %~80%。因此,用机器人来实现自动化装配作业是十分重要的。 2.6 机器人柔性装配系统 机器人正式进入装配作业领域是在“机器人普及元年”的1980年前后,引人装配作业的机器人在早期主要用来代替装配线上手工作业的工序,随后很快出现了以机器人为主体的装配线。装配机器人的应用极大地推动了装配生产自动化的进展。装配机器人建立的柔性自动装配系统能自动装配中小型、中等复杂程度的产品,如电机、水泵齿轮箱等,特别适应于中小批量生产的装配,可实现自动装卸、传送、检测、装配、监控、判断、决策等机能。 机器人柔性装配系统通常以机器人为中心,并有诸多周边设备,如零件供给装置、工件输送装置、夹具、涂抹器等与之配合,此外还常备有可换手等。但是如果零件的种类过多,整个系统将过于庞大,效率降低,这是不可取的。在机器人柔性装配系统中,机器人的数量可根据产量选定,而零件供给装置等周边设备则视零件和作业的种类而定。因此,和装配线比较,产量越少,机器人柔性装配系统的投资越大。 3 结束语 工业机器人是以机械、电子、电子计算机和自动控制等学科领域的技术为基础,融合而成的一种系统技术;也可说是一门知识、技术密集的,多学科交叉的综合化的高新技术。随着这些相关学科技术的进步和发展,工业机器人技术也一定会到迅速发展和提高。 工业机器人技术论文范文篇二:《探讨工业机器人的发展趋势》 摘 要 随着社会经济发展,机器人开始被广泛应用于各行各业中,替工人进行一些复杂、繁重的体力劳动。目前,机器人是一种制造业与自动化设备中的典型代表,这将会是人造机器的“终极”版。它的应用已经涉及信息化、自动化、智能化、传感器与知识化等多个学科和领域,这是目前,是我国乃至世界高新技术成果的最佳集成,因此,它的发展是与许多学科的发展有着密切的联系。以现在的发展趋势来看,工业机器人的应用范围越来越广泛,同时在技术操作中,他也变得越来越标准化、规范化,提高工业机器人的安全性。另一方面,工业机器人发展越来越微型化、智能化,在人类生活中应用越来越广泛。 关键词 工业机器人 智能化 应用领域 安全性 随着社会复杂的需求,工业机器人在应用领域中越来越广泛。一方面,工业机器人被广泛应用于工业生产中,代替工人危险、复杂、单调的长时间的作业,例如在机械加工、压力铸造、塑料制品成形及金属制品业等各种工序上,同时还应用于原子能工业等高危险的部门,这已经在发达国家中应用比较广泛。另一方面,工业机器人在其他的领域应用也比较多,随着科学技术的飞速发展,提高了工业机器人的使用性能和安全性能,其应用的范围越来越广泛,应用的范围已经突破了工业,尤其在医疗业中应用比较好。 一、工业机器人的发展历程 第一代机器人,一般指工业上大量使用的可编程机器人及遥控操作机。可编程机器人可根据操作人员所编程序完成一些简单重复性作业。遥控操作机制每一步动作都要靠操作人员发出。1982年,美国通用汽车公司在装配线上为机器人装备了视觉系统,从而宣告了第二代机器人―感知机器人的问世。这代机器人,带有外部传感器,可进行离线编程。能在传感系统支持下,具有不同程度感知环境并自行修正程序的功能。第三代机器人为自治机器人,正在各国研制和发展。它不但具有感知功能,还具有一定决策和规划能力。能根据人的命令或按照所处环境自行做出决策规划动作即按任务编程。 我国机器人研究工作起步较晚,从“七五”开始国家投入资金,对工业机器及其零部件进行攻关,完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发和研制。1986 年国家高技术研究发展计划开始实施,智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿,经过几年的研究,取得了一大批科研成果,成功地研制出了一批特种机器人。 我国工业机器人起步于70年代初期,经过30多年的发展,大致经历了3个阶段:70年代的萌芽期,80年代的开发期和90年代的适用化期。 上世纪70年代是世界科技发展的一个里程碑:人类登上了月球,实现了金星、火星的软着陆。我国也发射了人造卫星。世界上工业机器人应用掀起一个高潮,尤其在日本发展更为迅猛,它补充了日益短缺的劳动力。在这种背景下,我国于1972年开始研制自己的工业机器人。 进入80年代后,在高技术浪潮的冲击下,随着改革开放的不断深入,我国机器人技术的开发与研究得到了政府的重视与支持。“七五”期间,国家投入资金,对工业机器人及其零部件进行攻关,完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发,研制出了喷涂、点焊、弧焊和搬运机器人。1986年国家高技术研究发展计划(863计划)开始实施,智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿,经过几年的研究,取得了一大批科研成果,成功地研制出了一批特种机器人。 从90年代初期起,中国的国民经济进入实现两个根本转变时期,掀起了新一轮的经济体制改革和技术进步热潮,我国的工业机器人又在实践中迈进一大步,先后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的工业机器人,并实施了一批机器人应用工程,形成了一批机器人产业化基地,为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。 我国工业机器人经过“七五”攻关计划、“九五”攻关计划和863计划的支持已经取得了较大进展,工业机器人市场也已经成熟,应用上已经遍及各行各业。 我国未来工业机器人技术发展的重点有:第一,危险、恶劣环境作业机器人:主要有防暴、高压带电清扫、星球检测、油汽管道等机器人;第二,医用机器人:主要有脑外科手术辅助机器人,遥控操作辅助正骨等;第三,仿生机器人:主要有移动机器人,网络遥控操作机器人等。其发展趋势是智能化、低成本、高可靠性和易于集成。 二、工业机器人的发展趋势 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。当今工业机器人的发展趋势主要有:一是工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修),而单机价格不断下降。二是机械结构向模块化可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化;有关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人。三是工业机器人控制系统向基于 PC机的开放型控制器方向发展,便于标准化,网络化;器件集成度提高,控制柜日渐小巧,采用模块化结构,大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。四是机器人中的传感器作用日益重要,除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外,视觉、力觉、声觉、触觉等多传感器的融合技术在产品化系统中已有成熟应用。五是机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来这种新型装置已成为国际研究的 热点 之一,纷纷探索开拓其实际应用的领域。 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。机器人技术的内涵已变为 灵活应用机器人技术的、具有实际动作功能的智能化系统。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。 三、我国工业机器人发展面临的挑战与前景 我国工业底子薄,工业机器人发展一直处于一个初步发展阶段,虽然我国从上个世纪70年代开始研发工业机器人,但是技术力量不足与西方国家的技术封锁,对此,在发展过程中,存在着比较多的问题。细分起来,有如下几点: 首先,我国基础零部件制造能力差。虽然我国在相关零部件方面有了一定的基础,但是无论从质量、产品系列全面,还是批量化供给方面都与国外存在较大的差距。特别是在高性能交流伺服电机和精密减速器方面的差距尤其明显,因此造成关键零部件的进口,影响了我国机器人的价格竞争力。 第二,我国的机器人还没有形成自己的品牌。虽然已经拥有一批企业从事机器人的开发,但是都没有形成较大的规模,缺乏市场的品牌认知度,在机器人市场方面一直面临国外机器人品牌的打压。国外机器人作为成熟的产业采用整机降价,吸引国内企业购买,而在后续的维护备件费用很高的策略,逐步占领中国市场。 第三,认识不到位,在鼓励工业机器人产品方面的政策少。工业机器人的制造及应用水平,代表了一个国家的制造业水平,我们必须从国家高度认识发展中国工业机器人产业的重要性,这是我国从制造大国向制造强国转变的重要手段和途径。□ 参考文献: [1]任俊.面向熔射快速制模的机器人辅助曲面自动抛光系统的研究.华中科技大学,2006年. [2]钟新华,蔡自兴,邹小兵.移动机器人运动控制系统设计及控制算法研究.华中科技大学学报(自然科学版),2004年S1期. [3]张中英.基于遗传算法的机器人神经网络控制系统.太原理工大学,2005年. [4]李磊,叶涛,谭民,陈细军.移动机器人技术研究现状与未来.机器人,2002年05期. [5]杜玉红,李修仁.生产线组装单元气动搬运机械手的设计.液压与气动,2006年05期. [6]徐晓峰.基于串行通信技术的机器人实时控制研究.南京林业大学,2005年. 工业机器人技术论文范文篇三:《试论工业机器人机电一体化》 1机电一体化技术的应用现状 1.1工业机器人。 工业机器人的出现在一定程度上可替代人的劳动,对于高辐射、高噪声污染、高浓度有害气体的工作场合来说,工业机器人是一个理想的选择。工业机器人的发展经历了三个阶段,第一代工业机器人智能化程度较低,只能通过预设的程序进行简单的重复动作,无法应对多变的工作环境和工作岗位。随着科技的发展,在第一代机器人的基础上通过各种传感器的应用使其可通过对环境信息的获取、分析、处理并反馈给动作单元,从而进行一些适应性的工作,这种机器人虽然智能化程度较低,但已经在一些特定的领域得以成功应用。在机电一体化技术相对成熟的今天,第三代机器人的智能化水平已经得到了较大的提升,其可以通过强大的传感原件收集信息数据,并根据实际情况作出类似于人脑的判断,因此可以在多种环境下进行独立作业,但成本较高,在一定程度上限制了实际应用。 1.2分布式控制系统。 分布式控制系统是相对于集中式控制系统而言的,是通过一台中央计算机对负责现场测控的多台计算机进行控制和指挥,由于其强大的功能和安全性,使其成为当前大型机电一体化系统的主流技术。根据实际情况分布式控制系统的层级可分为两级、三级或更多级,通过中央计算机完成对现场生产过程的实时监控、管理和操作控制等,同时,随着测控技术的不断发展与创新,分布式控制系统还可以对生产过程实现实时调度、在线最优化、生产计划统计管理等功能,成为一种集测、控、管于一体的综合系统,具有功能丰富、可靠性高、操作方便、低故障率、便于维护和可扩展等优点,因此使系统的可靠性大幅提高。 2机电一体化技术的发展趋势 2.1人工智能化。 人工智能就是使工业机器人或数控机床模拟人脑的智力,使其在生产过程中具备一定的推理判断、 逻辑思维 和自主决策的能力,可大幅提升工业生产过程的自动化程度,甚至实现真正的无人值守,对于降低人力成本,提高加工精度和工作效率具有十分重要的意义。目前,人工智能已经不只是停留在概念上,因此可预见机电一体化技术将向着人工智能化的方向发展。虽然以当前的科学技术水平不可能使机器人或数控机床完全具备人类的思维模式和智力特点,但在工业生产中,使这些机电一体化设备具备部分人类的职能是完全可以通过先进的技术达到的。 2.2网络化。 网络技术 的发展给机电一体化设备远程监视和远程控制提供了便利条件,因此,将网络技术与机电一体化技术结合起来将是机电一体化技术发展的重点。在生产过程中,操作人员需要在车间内来回走动,对设备的状态进行掌握,并对机床的操作面板进行操作,通过在机电一体化设备与控制终端之间建立通信协议,并通过光纤等介质实现信息数据的传递,即可实现远程监视和操作,降低工人的劳动量,并且各种控制系统功能的实现,理论上来说都是建立在网络技术基础上的。 2.3环保化。 在人类社会发展的最近几十年里,虽然经济得到了迅猛的发展,人们生活水平得到了显著的提高,然而以牺牲资源和环境为代价的发展模式使得人类赖以生存的环境遭到严重的污染,因此,在可持续发展战略提出的今天,发展任何技术都应当以对环境友好作为前提,否则就是没有前途的,故环保化是机电一体化技术发展的必然趋势。在机电一体化应用过程中,通过对资源的高效利用,并在制造过程中做到达标排放甚至零排放,产品在使用过程中对生态环境不造成影响,即便报废后也可对其进行有效回收利用,这就是机电一体化技术环保化的具体表现形式,符合可持续发展的要求。 2.4模块化。 由于机电一体化装置的制造商较多,为降低系统升级改造的成本,并为维修提供便利,模块化将是一个非常有前途的研究方向。通过对功能单元进行模块化改造,可在需要增加或改变功能时直接将对应的功能模块进行组装或更换,即便出现故障,只需将损害的模块进行更换即可,工作效率极高,通用性的增强为企业节约了大量的成本。 2.5自带能源化。 机电一体化对电力的要求较高,如果没有充足的电能供应就会影响生产效率,甚至由于停电造成数据的丢失等,因此通过设备自带动力能源系统可始终保持充足的电力供应,使系统运行更流畅。 3结语 综上所述,机电一体化技术的应用可使产品的生产效率和精度大幅提高,在当前工业生产中具有较大的技术优势,相信随着科技的发展,机电一体化技术水平也会不断提高,为工业生产做出更大贡献。 猜你喜欢: 1. 初三机器人科学论文2000字 2. 工业智能技术论文 3. 传感器技术论文范文 4. 机器人科技论文3000字 5. 初三智能机器人科技论文2000字 6. 人工智能机器人的相关论文

机器人技术与应用期刊投稿

刊名: 机器人技术与应用Robot Technique and Application主办: 863机器人技术主题专家组;北方科技信息研究所周期: 双月出版地:北京市语种: 中文;开本: 大16开ISSN: 1004-6437CN: 11-3520/TP邮发代号: 82-675 历史沿革:现用刊名:机器人技术与应用创刊时间:1988PS:该刊为二级学术期刊,即省级普通期刊。

中文的不清楚 但是如果是英文期刊可以上ISI Web of Knowledge 数据库将计算机通信与技术的学科的所以期刊按照影响因子排序就好了

杂志原名《机器人情报》,本杂志是由国家高技术计划(863计划)机器人技术主题专家组和兵器工业第210所主办,公开发行的科技刊物,国际机器人联合会会员单位,在国内自动化领域享有很高的声誉,国外亦有一定的影响。本刊主要报道工业自动化和机器人领域的相关理论、技术与应用等方面的最新进展情况,涵盖面广,集知识性与趣味性于一体,具有很强的技术性和可读性。

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本刊主要报道工业自动化和机器人领域的相关理论、技术与应用等方面的最新进展情况,涵盖面广,集知识性与趣味性于一体,具有很强的技术性和可读性。读者对象主要是从事汽车、电子、机械、航天航空等行业的广大管理人员、技术人员、销售人员以及院校师生和机器人爱好者。

国外地铁机器人论文发表

据新华社消息,我国目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术,生产了部分机器人关键元器件,开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人。“九五”期间我国工业机器人的需求量以每年30%以上的速度增长。2000年,我国工业机器人的拥有量约为3500台,其中以点焊、弧焊、喷漆、注塑、装配、搬运、冲压等各类机器人为主,销售额为6.7亿元。据专家对国内542家用户以及汽车、电子电器、工程机械3个行业的部分用户进行的统计分析,就全国而言,弧焊、点焊、装配、喷涂机器人应用的最多;其次是搬运、上下料(冲压、压铸、铸锻、注塑等用的大多是上下料机器人);再次是包装、码垛、拆垛机器人和密封涂胶机器人;其他机器人用量很少。就行业而言,汽车行业以焊接、喷涂、涂胶作业较多,冲压、搬运、装配次之;电子电器行业集中在装配,如华录一家就用了近300台,其次是搬运和喷涂;工程机械行业集中用于弧焊,喷涂其次。此外包装、码垛、拆垛机器人目前主要用于石化、轻纺和烟草行业。据对724家用户的统计分析,大机械行业(机械制造和汽车工业)用户共有467家,占用户的65%;电子电器和邮电通讯业用户有92家,占用户的13%。可见,目前国内工业机器人主要应用在汽车、机械制造等行业。机器人及其自动化成套装备是指以机器人为核心,以信息技术和网络技术为媒介,将所有设备连接到一起而形成的大型自动化生产线。机器人及其自动化成套装备的拥有量和水平是衡量一个国家制造业综合实力的重要标志之一。机器人及其自动化成套装备已成为目前国内外极受重视的高新技术应用领域。目前,国外机器人自动化生产线成套装备已成为自动化成套装备的主流以及未来自动化生产线的发展方向。国外汽车行业、电子和电器行业、物流与仓储行业(企业级)等已大量使用机器人自动化生产线, 从而保证了其产品的质量和生产的高效。典型的如机器人有大型轿车壳体冲压自动化系统技术和成套装备、大型机器人车体焊装自动化系统技术和成套装备、电子和电器等的机器人柔性自动化装配及检测成套技术和装备、机器人整车及发动机装配自动化系统技术和成套装备、AGV物流与仓储自动化成套技术及装备等,这些机器人设备的使用大大推动了这些行业的快速发展,提升了制造技术的先进性。当前,国外将机器人自动化生产线成套装备的共性技术作为重点开发内容:1.大型自动化生产线的设计开发技术。利用CAX及仿真系统等多种高新技术和设计手段,快速设计和开发机器人大型自动化生产线,并进行数字化验证。2.自动化生产线“数字化制造”技术。虚拟制造技术发展很快,国外几家早期从事仿真软件的开发公司已经推出可进入实用的所谓“数字化工厂”(DMF)商品化软件。国外企业已利用这类软件建立起自己的产品制造工艺过程信息化平台,再与本企业的资源管理信息化平台和车身产品设计信息平台结合,构成支持本企业产品完整制造过程生命周期的信息化平台。自动化生产线的设计、制造、整定及维护也必须要基于上述信息化平台进行,开展并行工程,实现信息共享,这是最大限度地压缩自动化生产线投产周期所必须的,另外也有利于实现生产线的柔性和质量控制的功能。3.大型自动化生产线的控制协调和管理技术。利用计算机和信息技术,实现整条生产线的控制、协调和管理,快速响应市场需求,提高产品竞争力。4.自动化生产线的在线检测及监控技术。利用传感器和机器人技术,实现大型生产线的在线检测,确保产品质量,并且实现产品的主动质量控制。利用网络技术,实现生产线的在线监控,确保生产线安全运行。5.自动化生产线模块化及可重构技术。利用设计的模块化和标准化,能够实现生产线的快速调整及重构。6.生产线快速整定(commissioning time)技术。如建立完整的制造过程信息技术,发展机器人等自动化设备的离线编程技术、生产线上的机电设备实现网络控制管理技术、关键工位在线100%产品检测技术、先进的生产线现场安装精度测试技术。

机器人是由计算机控制的通过编程具有可以变更的多功能的自动机械,下面是我整理的机器人技术论文,希望你能从中得到感悟!

刍议智能机器人及其关键技术

【摘 要】文章介绍了机器人的定义,阐述了智能机器人研究领域的关键技术,最后展望了智能机器人今后的发展趋势。

【关键词】智能机器人;信息融合;智能控制

一、机器人的定义

自机器人问世以来,人们就很难对机器人下一个准确的定义,欧美国家认为机器人应该是“由计算机控制的通过编程具有可以变更的多功能的自动机械”;日本学者认为“机器人就是任何高级的自动机械”,我国科学家对机器人的定义是:“机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,是一种具有高度灵活性的自动化机器。”目前国际上对机器人的概念已经渐趋一致,联合国标准化组织采纳了美国机器人协会(RIA:Robot Institute of America)于1979 年给机器人下的定义:“一种可编程和多功能的,用来搬运材料、零件、工具的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”概括说来,机器人是靠自身动和控制能力来实现各种功能的一种机器。

二、智能机器人关键技术

随着社会发展的需要和机器人应用领域的扩大,人们对智能机器人的要求也越来越高。智能机器人所处的环境往往是未知的、难以预测的,在研究这类机器人的过程中,主要涉及到以下关键技术:

(1)多传感器信息融合。多传感器信息融合技术是近年来十分热门的研究课题,它与控制理论、信号处理、人工智能、概率和统计相结合,为机器人在各种复杂、动态、不确定和未知的环境中执行任务提供了一种技术解决途径。机器人所用的传感器有很多种,根据不同用途分为内部测量传感器和外部测量传感器两大类。内部测量传感器用来检测机器人组成部件的内部状态,包括:特定位置、角度传感器;任意位置、角度传感器;速度、角度传感器;加速度传感器;倾斜角传感器;方位角传感器等。外部传感器包括:视觉(测量、认识传感器)、触觉(接触、压觉、滑动觉传感器)、力觉(力、力矩传感器)、接近觉(接近觉、距离传感器)以及角度传感器(倾斜、方向、姿式传感器)。多传感器信息融合就是指综合来自多个传感器的感知数据,以产生更可靠、更准确或更全面的信息。经过融合的多传感器系统能够更加完善、精确地反映检测对象的特性,消除信息的不确定性,提高信息的可靠性。融合后的多传感器信息具有以下特性:冗余性、互补性、实时性和低成本性。目前多传感器信息融合方法主要有贝叶斯估计、卡尔曼滤波、神经网络、小波变换等。

(2)导航与定位。在机器人系统中,自主导航是一项核心技术,是机器人研究领域的重点和难点问题。导航的基本任务有3点:一是基于环境理解的全局定位:通过环境中景物的理解,识别人为路标或具体的实物,以完成对机器人的定位,为路径规划提供素材;二是目标识别和障碍物检测:实时对障碍物或特定目标进行检测和识别,提高控制系统的稳定性;三是安全保护:能对机器人工作环境中出现的障碍和移动物体作出分析并避免对机器人造成的损伤。机器人有多种导航方式,根据环境信息的完整程度、导航指示信号类型等因素的不同,可以分为基于地图的导航、基于创建地图的导航和无地图的导航3类。根据导航采用的硬件的不同,可将导航系统分为视觉导航和非视觉传感器组合导航。视觉导航是利用摄像头进行环境探测和辨识,以获取场景中绝大部分信息。目前视觉导航信息处理的内容主要包括:视觉信息的压缩和滤波、路面检测和障碍物检测、环境特定标志的识别、三维信息感知与处理。非视觉传感器导航是指采用多种传感器共同工作,如探针式、电容式、电感式、力学传感器、雷达传感器、光电传感器等,用来探测环境,对机器人的位置、姿态、速度和系统内部状态等进行监控,感知机器人所处工作环境的静态和动态信息,使得机器人相应的工作顺序和操作内容能自然地适应工作环境的变化,有效地获取内外部信息。

(3)路径规划。路径规划技术是机器人研究领域的一个重要分支。最优路径规划就是依据某个或某些优化准则(如工作代价最小、行走路线最短、行走时间最短等),在机器人工作空间中找到一条从起始状态到目标状态、可以避开障碍物的最优路径。路径规划方法大致可以分为传统方法和智能方法两种。传统路径规划方法主要有以下几种:自由空间法、图搜索法、栅格解耦法、人工势场法。大部分机器人路径规划中的全局规划都是基于上述几种方法进行的,但这些方法在路径搜索效率及路径优化方面有待于进一步改善。人工势场法是传统算法中较成熟且高效的规划方法,它通过环境势场模型进行路径规划,但是没有考察路径是否最优。智能路径规划方法是将遗传算法、模糊逻辑以及神经网络等人工智能方法应用到路径规划中,来提高机器人路径规划的避障精度,加快规划速度,满足实际应用的需要。其中应用较多的算法主要有模糊方法、神经网络、遗传算法、Q学习及混合算法等,这些方法在障碍物环境已知或未知情况下均已取得一定的研究成果。

(4)机器人视觉。视觉系统是自主机器人的重要组成部分,一般由摄像机、图像采集卡和计算机组成。机器人视觉系统的工作包括图像的获取、图像的处理和分析、输出和显示,核心任务是特征提取、图像分割和图像辨识。而如何精确高效的处理视觉信息是视觉系统的关键问题。目前视觉信息处理逐步细化,包括视觉信息的压缩和滤波、环境和障碍物检测、特定环境标志的识别、三维信息感知与处理等。其中环境和障碍物检测是视觉信息处理中最重要、也是最困难的过程。机器人视觉是其智能化最重要的标志之一,对机器人智能及控制都具有非常重要的意义。目前国内外都在大力研究,并且已经有一些系统投入使用。

(5)智能控制。随着机器人技术的发展,对于无法精确解析建模的物理对象以及信息不足的病态过程,传统控制理论暴露出缺点,近年来许多学者提出了各种不同的机器人智能控制系统。机器人的智能控制方法有模糊控制、神经网络控制、智能控制技术的融合(模糊控制和变结构控制的融合;神经网络和变结构控制的融合;模糊控制和神经网络控制的融合;智能融合技术还包括基于遗传算法的模糊控制方法)等。近几年,机器人智能控制在理论和应用方面都有较大的进展。在模糊控制方面,J.J.Buckley等人论证了模糊系统的逼近特性,E.H.Mamdan首次将模糊理论用于一台实际机器人。模糊系统在机器人的建模控制、对柔性臂的控制、模糊补偿控制以及移动机器人路径规划等各个领域都得到了广泛的应用。在机器人神经网络控制方面,CMCA(Cere-bella Model Controller Articulation)应用较早的一种控制方法,其最大特点是实时性强,尤其适用于多自由度操作臂的控制。

(6)人机接口技术。智能机器人的研究目标并不是完全取代人,复杂的智能机器人系统仅仅依靠计算机来控制目前是有一定困难的,即使可以做到,也由于缺乏对环境的适应能力而并不实用。智能机器人系统还不能完全排斥人的作用,而是需要借助人机协调来实现系统控制。因此,设计良好的人机接口就成为智能机器人研究的重点问题之一。人机接口技术是研究如何使人方便自然地与计算机交流。为了实现这一目标,除了最基本的要求机器人控制器有1个友好的、灵活方便的人机界面之外,还要求计算机能够看懂文字、听懂语言、说话表达,甚至能够进行不同语言之间的翻译,而这些功能的实现又依赖于知识表示方法的研究。因此,研究人机接口技术既有巨大的应用价值,又有基础理论意义。目前,人机接口技术已经取得了显著成果,文字识别、语音合成与识别、图像识别与处理、机器翻译等技术已经开始实用化。另外,人机接口装置和交互技术、监控技术、远程操作技术、通讯技术等也是人机接口技术的重要组成部分,其中远程操作技术是一个重要的研究方向。

三、总结与展望

机器人是自动化领域的主题之一,人们几十年来对机器人的开发和研究,使机器人技术取得了巨大的进步。随着人工智能、智能控制和计算机技术的发展,机器人的应用领域必将不断扩大,性能不断提高,在未来的生产、生活、科研当中会发挥更重要的作用。

参 考 文 献

[1]孙华,陈俊风,吴林.多传感器信息融合技术及其在机器人中的应用[J].传感器技术.2003,22(9):1~4

[2]王灏,毛宗源.机器人的智能控制方法[M].北京:国防工业出版社,2002

[3]金周英.关于我国智能机器人发展的几点思考[J].机器人技术与应用.2001(4):5~7

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