机器人控制系统功能及构成详解
机器人控制器作为工业机器人最为核心的零部件之一,对机器人的性能起着决定性的影响,在一定程度上影响着机器人的发展。一般由四个部分组成:输入、输出、控制元件和算法。在一个简易的机器人系统里,分别对应的原件是:
1、输入:传感器,包含声呐、红外、摄像头、陀螺仪、加速度计、罗盘等;
2、输出:控制元件,一般是电机;
3、控制算法:控制板,从小到单片机,大到微机来实现;
4、控制目标:比如机器人的路径跟踪。
图片来源:OFweek维科网
机器人控制系统的定义
机器人控制系统的功能是接收来自传感器的检测信号,根据操作任务的要求,驱动机械臂中的各个电动机,就像人的活动需要依赖自身的关节一样,机器人的运动控制离不开传感器。机器人需要用传感器来检测各种状态,机器人的内部传感器信号被用来反映机械臂关节的实际运动状态,机器人的外部传感器信号被用来检测工作环境的变化,所以机器人的神经与大脑组合起来才能成一个完整的机器人控制系统。
机器人运动控制系统4大构成
执行机构:伺服电机或步进电机;
驱动机构:伺服或者步进驱动器;
控制机构:运动控制器,做路径和电机联动的算法运算控制;
控制方式:有固定执行动作方式的,那就编好固定参数的程序给运动控制器;如果有加视觉系统或者其他传感器的,根据传感器信号,就编好不固定参数的程序给运动控制器。
工业机器人控制系统介绍
(1)工业机器人控制系统硬件结构
控制器是机器人系统的核心,国外有关公司对我国实行严密技术封锁,国内技术发展受到限制,近年来随着微电子技术的发展,微处理器的性能越来越高,但价格则越来越便宜,目前市场上已经出现了1-2美金的32位微处理器。
高性价比的微处理器为机器人控制器带来了新的发展机遇,使开发低成本、高性能的机器人控制器成为可能。为了保证系统具有足够的计算与存储能力,目前机器人控制器多采用计算能力较强的Arm系列、DSP系列、POWERPC系列、Intel系列等芯片组成。
(2)工业机器人控制系统体系结构
在控制器体系结构方面,其研究重点是功能划分和功能之间信息交换的规范。在开放式控制器体系结构研究方面,有两种基本结构,一种是基于硬件层次划分的结构,该类型结构比较简单,在日本,体系结构以硬件为基础来划分,如三菱重工株式会社将其生产的PA210可携带式通用智能臂式机器人的结构划分为五层结构;另一种是基于功能划分的结构,它将软硬件一同考虑,其是机器人控制器体系结构研究和发展的方向。
机器人控制系统的基本功能
(1)记忆功能:存储作业顺序、运动路径、运动方式、运动速度和与生产工艺有关的信息;
(2)示教功能:离线编程,在线示教,间接示教。在线示教包括示教盒和导引示教两种;
(3)与外围设备联系功能:输入和输出接口、通信接口、网络接口、同步接口;
(4)坐标设置功能:有关节、绝对、工具、用户自定义四种坐标系;
(5)人机接口:示教盒、操作面板、显示屏;
(6)传感器接口:位置检测、视觉、触觉、力觉等;
(7)位置伺服功能:机器人多轴联动、运动控制、速度和加速度控制、动态补偿等;
(8)故障诊断安全保护功能:运行时系统状态监视、故障状态下的安全保护和故障自诊断。
机器人论文总结(八篇)
班级:电气化0910
姓名:薛宇婷
学号:200901001022
我眼中的未来机器人
如果你们想使你们一生的工作有益于人类,那么,你们只懂得应用科学本身是不够的。关心人的本身,应当始终成为一切技术上奋斗的目标;关心怎样组织人的劳动和产品分配这样一些尚未解决的重大问题,用以保证我们科学思想的成果会造福于人类,而不致成为祸害。----爱因斯坦
时代变化之快是不能预测的,在这个日新月异的变化,已经不仅仅是科技,随着科技带动起来的变化有社会制度的变化、伦理道德的变化、和生活方式的变化。未来机器人必定是在这种变化下为达到人类需要的创造的。
未来机器人发展因素也是多方面的。
从科技发展的方面来说:首先就是软件,也就是机器人的大脑。现在多数机器人都是有固定的程序,将来机器人会有自己学习的能力,这才是机器人的发展方向。而对于这个方向的发展有很多的可能,人工智能、神经网络等也都只是一部分,不是全部,以后会有很多很多的新的理念和科技出现。
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其次是硬件,也就是机器人的身体。很多人认为长得像人的才是机器人,实际上世界上大多数的机器人都不是人形的。由于现今技术的限制,机器人还不够灵活,本身的限制还得很多。将来生物芯片、新的电机和电池技术会让机器人更加灵活,处理事务更快,控制更加精准。同时,机器人的感知技术也是一大限制,现在的传感器跟生物的感知相比根本就是蚂蚁和大象比的那种感觉。
从重要性上来讲,还是软件的制约比较大,要想真的实现可以自主学习的机器人,人类还要走很久的路呢。
所以总的来说,机器人的发展方向是向更加智能,更加灵活,更加有自我感知和对环境的感知能力。也许有一天,机器人就可以发展的和人类一样。
接下来从社会发展方面来看。
如今全球变化的趋势有一个显著的特点,也就是经济在当今占的位臵分量越来越大。这种情势随之影响了我们的生活、快捷,实用使我们的追求。我们可以想像将来一个中产阶级家庭的生活,每天定时定量的工作。工作累了,回家舒舒服服的休息,这样我们可以知道一部分机器人将用来做一些家庭服务性的工作。一些思维性的工作由人类完成,机器人可以进化,但永远不会思考,所以不会代替人类从事思维性的工作。一些规律性的工作就可以交给机器人完成。机器人最高能发展的程度也许就是识别出最合适的规律用于工作中。
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