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机器人技术基础之驱动和控制

核心提示: 机器人是一种自动化的机器,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。

机器人是一种自动化的机器,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。机器人是由传感、机械和控制三大模块组成,而机器人系统是由机器人和作业对象及环境共同构成的整体,其中包括机械系统、驱动系统、控制系统和感知系统四大部分。前两周为大家总结了机器人中重要组成部分中的传感器和抓手,今天为大家总结机器人中的驱动系统和控制系统。

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机器人驱动

机器人驱动有两种不同类型:电机和液压驱动。

机器人中常用的电机分为有刷直流电机、无刷直流电机、永磁同步电机、步进电机等。类人机器人和小型机器人中,由于价格便宜,定位精度高,直流电机以及无刷直流电机最为常见。工业机器人和数控机床都采用三相电机。这种电机在机器人经常进行相同运动的自动化系统中是首选,如旋转臂。

机器人中的现代液压驱动像人造肌肉一样工作。 自2014年以来,日本开发商一直在研究由橡胶软管、抗拉纤维和保护环组成的人造肌肉。这个模仿人体肌肉的系统不使用压缩空气,而采用液压驱动。这一概念的优点是:液压肌肉效率更高,也能完成精细动作。该系统比电机更坚固。配备液压驱动系统的机器人可以承受灾区的不利条件。

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机器人控制的三个阶段

机器人总是在三个阶段受到控制:感知、处理和行动。目前,大多数机器人类型都是由预编程算法或学习算法控制的。对于类人机器人和协作机器人而言,机器人通过传感器感知周围环境及其他重要信息,如识别工件。机器人处理这些信息,并作为信号将其传递给电机,电机使机械元件付诸行动。人工智能( AI)是机器人确定如何在环境中以最佳方式行动的另一种方式。在人机交互的范围内,可以将控制系统划分为不同的自动水平:

直接控制

通过这种控制,人类可以实现完全掌控。他们通过触摸直接控制、通过遥控或通过为控制单元编程的算法来控制机器人。

监管

人类指定基本的位置和动作序列。然后,机器人决定如何在规格范围内以最佳方式使用电机。

半自主机器人

通过这些系统,人类指定完成一般任务。机器人自动确定最佳位置和运动序列来完成任务。

自主机器人

机器人自动识别其任务,并自行完成。

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