机器人知识讲座

编者的话 为了宣传普及有关机器人的知识,面向未来,培养跨世纪的青少年科技人才,并为提高全体国民的科技素质尽点微力,本刊编辑部拟邀请有志于科普教育的机器人专家和研究人员编写《图解机器人问答100则》。内容大致分为6个方面: 一.机器人的一般概念 二.机器人的机械结构和性能 三.机器人的控制和驱动 四.机器人的传感、检测和智能 五.形形色色的机器人及其应用 六.各国机器人发展战略与未来机器人 本期仅作为开头,以后每期连载。热情欢迎广大读者问题、点题,特别欢迎感兴趣的机器人专家和青年科技工作者选题撰写。为避免重复,来稿前请先与编辑部联系商讨您要写的题目。稿件请注意言简意赅,每题千字,图文并茂,语言生动,融知识性与趣味性于一体,以便初中以上程度青少年朋友和一般读者能读懂。     

机器人故障注入方法

随着机器人产品功能愈加丰富,机器人软硬件系统复杂度不断增加,其受到的外界干扰在机器人设计、制造、维护过程中被广泛发现,机器人故障的发生变得愈加难以预测.因此,需要利用新方法去识别和处理危险因素,从而提高机器人安全性.本文通过分析机器人安全问题,阐述了机器人故障注入方法的概念、实施过程,以及分类.     

机器人技术研究进展

机器人技术的研究已从传统的工业领域扩展到医疗服务、教育娱乐、勘探勘测、生物工程、救灾救援等新领域, 并快速发展. 本文简要介绍了工业机器人、移动机器人、医疗与康复机器人和仿生机器人研究中的部分主要进展, 并通过分析和梳理, 归纳了机器人技术发展中的一些重要问题, 探讨机器人技术的发展趋势.     

SIA-GRC通用机器人控制系统机器人技术国家工程研究中心中科院沈阳自动化研究所

一、引言 SIA-GRC通用机器人控制系统是沈阳自动化研究所开发的新一代工业机器人控制器.该系统是在SIA-SRC点焊机器人控制器和SIA-ARC弧焊机器人控制器的基础上,采用国际最新技术,开发出的具有当代先进水平的通用机器人控制系统.     

基于多机器人的微机器人足球比赛系统

微机器人足球比赛是将多机器人的协调控制、实时视觉系统、无线电通信、策略知识库系统、多传感器融合及计算机软/硬件等各种技术综合在一起的非常复杂的智能机器人应用系统.文中主要介绍能作微机器人足球比赛的MRS—1型多机器人系统.该系统由三部分组成:第一,组成球队,并能进行足球比赛的多微机器人系统;第二,对多机器人进行控制的主控系统,包括:对足球比赛的动态环境(包括自己和对方)做全面了解和分析的实时视觉系统,对各机器人与主控系统之间起联络作用的无线电通信系统,以及根据动态环境产生比赛策略的主计算机系统;第三,比赛环境,包括:比赛场地、球及裁判员,在整个比赛过程中,场外人员不允许用操纵杆、口令或其它方法干预比赛,机器人完全独立、自主地进行比赛,因此这种微机器人足球比赛是能考验机器人的智能化程度和自主性的新方法.微机器人足球比赛不但会推动多机器人系统的各种关键技术的发展,而且也会促进实际足球比赛的战术策略的发展.     

群机器人研究综述

从计算机科学的角度对群机器人进行综述,概括其历史背景和目前的研究工作,回顾和展望其应用领域.群机器人是受社会性昆虫群体行为启发产生的新方法,通过建立经济、鲁棒、柔性和规模可伸缩的多机器人系统,协调控制相对简单的个体机器人合作完成规定的复杂任务.围绕群机器人的定义、与其他多机器人系统的区分准则及系统级功能特征,讨论群机器人研究中的主要问题:个体交互、通信、协作控制和自组织、自组装等,明确其研究概貌.     

机器人知识讲座

(图解机器人问答100则)[问7]什么是机器人的控制系统?答:按国际标准化组织(ISO)颁布的国际标准ISO8373-94的定义:机器人控制系统是用来监控和控制机器人的机械结构、并与环境(设备、用户)进行通信的一组逻辑控制和动力功能控制系统.     

架空线检查机器人

电力或通信架空线路可以称作是现代社会的生命线,必须保证其完好不受损坏.为此对架空线路要经常检查.以前的自动检查机都无法通过绝缘子等障碍物,所以效率低,为提高检查效率,开发了架空线检查机器人.架空线检查机器人的特点架空线检查机器人系统由控制装置和机器人本体两部分组成.控制装置放在地上,以东芝的FA3100E个人电脑作为控制电脑,还包括各种显示器,伺服控制器和通信设备等;而机器人本体则包括驱动各动作轴的马达及其传动装置、摄像机的电池等部件.此机器人系统的特点是在伺服控制器与伺服传动装置之间,以及在摄像机与图像接收器之间的信息传递都是无线的,这样就可以减小机器人本体的体积、重量及能量消耗.因而可以提高控制功能.机器人具有通过地上控制装置对前方监视摄像机的图像进行图像处理,推断出机器人本体围绕架空线的振动周期,从而使平衡轴动作以抑制机器人本体振动的功能.     

全球机器人市场统计数据分析

一、工业机器人 2013年,全球机器人销量增加12%,达178132台,是迄今为止历史最高水平,其中约有70%销往日本、中国、美国、韩国和德国.汽车行业、化工行业、塑胶行业以及食品行业的工业机器人销量持续增加,电气/电子行业机器人的安装量也有所增加.中国成为全球最大的机器人市场,占全球总份额的20%. 2008-2013年期间,机器人安装量年平均增长率约为9.5%.     

试论国内外机器人机械学的发展趋向

本文概略介绍了机器人技术的发展现状,阐述了机器人机械学的含义和范围.分析了本学科的主要研究领域(机器人运动学和动力学、机器人机械CAD技术、机器人新机型和新结构、机器人应用工程、步行机器人等)及其在科学技术中的地位.全文结合上述5个主要研究领域较详细地论述了国内外现状及发展趋向.最后结合我国实际情况提出了机器人机械学的研究方向及主要研究内容的建议.     

家用机器人ROBORIOR

在日本,机器人市场正在不断扩大,除工业机器人外,宠物机器人、小型人形双足行走机器人等已经开始销售.但是,这些机器人并没有给人们的生活带来巨大变化,也只能当高级玩具对待而已.     

云机器人的研究进展

将云机器人作为传统分布式网络机器人的自然衍生和发展,并从这一视角分析了云机器人与其他机器人之间的联系与区别.进一步地,详细介绍和分析了云机器人的技术基础,对国内外基于云的机器人服务平台和云机器人相关研究项目与应用进行了综述;在此基础上,分析了一种较为通用的云机器人系统框架模型.最后归纳总结了云机器人亟待解决的关键技术,并对未来云机器人的发展趋势进行了展望.     

书法机器人研究综述

书法机器人将书法创作与机器人技术相融合,通过控制机械臂模拟人的书写行为和书法创作,再现艺术魅力.机器人书法作为机器人运动规划的典型应用,对传统书法文化的传承和教育具有深远意义.按照书法机器人的研究脉络,回顾分析书法机器人的发展历程.首先介绍笔画分离与提取关键技术,总结虚拟笔刷建模的两种经典笔触模型;然后详细阐述书写轨迹涉及到的核心技术,应用不同的书写轨迹规划控制书写路径,在此基础上分析目前书写评价指标,讨论书法机器人的评价模型;最后回顾总结已有的研究进展及流程,对比传统书法机器人和智能书法机器人各自的优缺点,提出将传统的书写轨迹路径、笔触模型融入到智能书法机器人训练模块中,以弥补其在笔画书写顺序方面的不足.同时,展望书法机器人未来的研究方向和发展趋势,指出未来书法机器人可围绕深度神经网络、深度神经进化、深度强化学习等开展研究.     

轻型通用机器人

Cylops Mk3机器人是英国IMVEC公司研制的.它是一种轻型的、结构紧凑的机器人,可用于远距离观察和破坏可疑的炸弹.该机器人重25公斤,长0.75米,宽0.36米,高0.24米,可以装在汽车后部行李箱内运输.它可以安装一个1自由度的长15米或3米的提升臂,臂上装有一部摄像机和爆炸物处理装置,如机械手、热成像仪和各种搬运与切割装置.机器人     

智能海洋机器人技术进展

智能海洋机器人是可以在复杂海洋环境中执行各种任务的智能化无人平台, 包括智能水下机器人和智能水面机器人. 基于实践和在相关技术难题上的经验, 提出了一些关键技术问题的解决方案. 在智能水下机器人方面, 探讨了体系结构、运动控制、智能规划与决策和系统仿真等关键技术. 在智能水面机器人方面, 探讨了快速性和智能化问题. 我国在智能海洋机器人技术研究方面已经取得了较大的进步, 但距离全面应用还有很大差距.     

新型仿生水下子母机器人系统设计

传统的水下子母机器人在水下作业时母机器人会有噪音大、体积大和隐蔽性差的缺点,而且子机器人作为提高水下机器人位置精度和续航时间的重要手段大多采用尾部摆动、机身两侧划水、小型螺旋桨推进等方式,造成运动过程中稳定性差、噪音大而且尺寸难以微型化的缺点.为了克服这些不足,设计一种新型仿生水下子母机器人系统.该系统球形母机器人采用喷水电机进行喷水推进,减少噪音,增加隐蔽性,并为微型子机器人提供控制信号和能源.微型子机器人以樽海鞘为原型基于仿生原理设计,在水下运动透明度高、隐蔽性强、稳定性高.建立球形母机器人的喷水推进器和微型子机器人的微型驱动器的驱动力计算模型,同时建立微型子机器人的水下转向模型.最后制作子母机器人样机并进行子母机器人的水下运动实验,以验证所设计的子母机器人系统的有效性.     

机器人碰撞检测方法形式化

为应对更为复杂的任务需求,现代机器人产业发展愈发迅猛.出于协调工作的灵活性、柔顺性以及智能性等多项考虑因素,多臂/多机器人充分发挥了机器人的强大作用,成为现代机器人产业的重要研究热点.在机器人双臂协调运行当中,机械臂之间以及机械臂与外部障碍物之间容易发生碰撞,可能会造成财产损失甚至人员伤亡.对机器人碰撞检测方法进行形式化验证,以球体和胶囊体形式化模型为基础,构建基本几何体单元之间最短距离和机器人碰撞的高阶逻辑模型,证明其相关属性及碰撞条件,建立机器人碰撞检测方法基础定理库,为多机系统碰撞检测算法可靠性与稳定性的验证提供技术支撑和验证框架.     

机器人产业标准发展现状

机器人是"制造业皇冠顶端的明珠",其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志.中国作为全球最大的机器人市场,需求旺盛.政策支持和市场需求共同推动着中国机器人产业快速发展.机器人产业的健康发展离不开标准的指引,当今世界,标准化水平已成为各国各地区核心竞争力的基本要素.机器人标准化工作受到了各国政府的高度重视,发达国家凭借强大的技术创新优势,不遗余力主导国际标准的制定.各国在机器人产业领域的竞争不仅仅是技术和市场的竞争,更是机器人标准的竞争.     

跳跃机器人研究现状和趋势

跳跃运动其着地点的离散性和发力的突发性和爆发性使跳跃运动模式的仿生机器人具备很强的越障和环境适应能力.本文结合国内外跳跃机器人的研究现状和成果,将跳跃机器人研究分为伸缩式、关节腿式、轮滚式和弹性变形式4类,并分析各类机器人特征.结合本课题组对跳跃机器人的研究,总结了跳跃机器人研究的关键技术,最后展望了未来跳跃机器人研究发展趋势.     

机器人知识讲座

[问6]:什么是机器人操作机?答:从“问2”中我们已见到了机器人操作机的概貌,知道操作机是机器人的重要组成部分之一,它相当于人体的躯干和四肢,具有完成各种任务所需的伸缩、摆动、旋转等运动功能.那么,究竟什么是机器人的操作机呢?根据国际标准化技术委员会所制订的