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深圳工业设计之机器人设计技术要求

发布时间:2020-03-02 文章来源:深圳工业设计

设计机器人的过程类似于设计应用或网站的过程,因此在构建UI和为应用及网站提供UX获得的经验教训中仍然适用于机器人的设计。做机器人设计时应考虑到以下这些要求:

一.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。同时机构向着模块化、可重构方向发展。

二.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。

三.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(PROFIBUS)技术,实现的分布式控制。

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。

四.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。

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