機(jī)器人的驅(qū)動與感知系統(tǒng)

機(jī)器人的驅(qū)動系統(tǒng)

工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動系統(tǒng)，按動力源分為液壓，氣動和電動三大類。根據(jù)需要也可由這三種基本類型組合成復(fù)合式的驅(qū)動系統(tǒng)。這三類基本驅(qū)動系統(tǒng)的各有自己的特點(diǎn)。

液壓驅(qū)動系統(tǒng)：由于液壓技術(shù)是一種比較成熟的技術(shù)。它具有動力大、力(或力矩)與慣量比大、快速響應(yīng)高、易于實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動等特點(diǎn)。適于在承載能力大，慣量大以及在防焊環(huán)境中工作的這些機(jī)器人中應(yīng)用。但液壓系統(tǒng)需進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換(電能轉(zhuǎn)換成液壓能)，速度控制多數(shù)情況下采用節(jié)流調(diào)速，效率比電動驅(qū)動系統(tǒng)低。液壓系統(tǒng)的液體泄泥會對環(huán)境產(chǎn)生污染，工作噪聲也較高。因這些弱點(diǎn)，近年來，在負(fù)荷為100kg以下的機(jī)器人中往往被電動系統(tǒng)所取代。

機(jī)器人的感知系統(tǒng)

機(jī)器人感知系統(tǒng)把機(jī)器人各種內(nèi)部狀態(tài)信息和環(huán)境信息從信號轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器人自身或者機(jī)器人之間能夠理解和應(yīng)用的數(shù)據(jù)、信息，除了需要感知與自身工作狀態(tài)相關(guān)的機(jī)械量，如位移、速度、加速度、力和力矩外，視覺感知技術(shù)是工業(yè)機(jī)器人感知的一個(gè)重要方面。

視覺伺服系統(tǒng)將視覺信息作為反饋信號，用于控制調(diào)整機(jī)器人的位置和姿態(tài)。這方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)在半導(dǎo)體和電子行業(yè)。機(jī)器視覺系統(tǒng)還在質(zhì)量檢測、識別工件、食品分揀、包裝的各個(gè)方面得到了廣泛應(yīng)用。通常，機(jī)器人視覺伺服控制是基于位置的視覺伺服或者基于圖像的視覺伺服，它們分別又稱為三維視覺伺服和二維視覺伺服，這兩種方法各有其優(yōu)點(diǎn)和適用性，同時(shí)也存在一些缺陷，于是有人提出了2.5維視覺伺服方法。

基于位置的視覺伺服系統(tǒng)，利用攝像機(jī)的參數(shù)來建立圖像信息與機(jī)器人末端執(zhí)行器的位置/姿態(tài)信息之間的映射關(guān)系，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人末端執(zhí)行器位置的閉環(huán)控制。末端執(zhí)行器位置與姿態(tài)誤差由實(shí)時(shí)拍攝圖像中提取的末端執(zhí)行器位置信息與定位目標(biāo)的幾何模型來估算，然后基于位置與姿態(tài)誤差，得到各關(guān)節(jié)的新位姿參數(shù)。基于位置的視覺伺服要求末端執(zhí)行器應(yīng)始終可以在視覺場景中被觀測到，并計(jì)算出其三維位置姿態(tài)信息。消除圖像中的干擾和噪聲是保證位置與姿態(tài)誤差計(jì)算準(zhǔn)確的關(guān)鍵。

機(jī)器人關(guān)鍵基礎(chǔ)部件

機(jī)器人共4大組成部分，本體成本占22%，伺服系統(tǒng)占24%，減速器占36%，控制器占12%。機(jī)器人關(guān)鍵基礎(chǔ)部件是指構(gòu)成機(jī)器人傳動系統(tǒng)，控制系統(tǒng)和人機(jī)交互系統(tǒng)，對機(jī)器人性能起到關(guān)鍵影響作用，并具有通用性和模塊化的部件單元。機(jī)器人關(guān)鍵基礎(chǔ)部件主要分成以下三部分：高精度機(jī)器人減速機(jī)，高性能交直流伺服電機(jī)和驅(qū)動器，高性能機(jī)器人控制器等。