履带式机器人与轮式机器人的异同分析
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图1.1军事用途的履带式机器人(图片来源:https://www.online-sciences.com/tag/heavy-duty-robot-tracks/)
1.运动性能分析
履带式机器人的行进机构是履带，这是与轮式机器人最大的不同，轮子与地面的可简化视为点接触，而履带与地面的接触面积更大且跨度较长，也就是说，履带对机器人的支撑面更大，对地面的压强较小，因此采用履带的优点是：
越障及跨沟能力更强运动平稳且不易打滑爬坡能力强且不易倾翻负载能力强且不易陷入软质地面上述这些优点是轮式机器人不可比拟的，但也存在一些缺点：
滑动转向阻力大。因为履带与地面的接触面更大，滑动转向过程中，需要克服的阻力比轮式机器人大，也意味着对轮轴产生的扭矩更大。运动损耗大。轮子与地面是点接触，而履带式面接触，所以机器人直行过程中，履带式机器人的滚动摩擦损耗更大。2.运动控制分析
履带式机器人的运动控制模型和四轮驱动机器人(SSMR)的几乎是一样的，其运动难以精确控制，因为存在严重的滑移情况（不可预测），所以需要配合其他传感器来辅助检测机器人的运动情况。
履带式机器人的质心和几何中心不重合，且质心位置难以确定，这也会导致控制模型不精确，因此在设计过程中，需要尽可能保证质心与几何中心相重合，可采用配置块来调节。
由于履带式机器人通过滑动摩擦实现转向，其受到的影响因素众多，这是对履带式机器人实现精确精确轨迹跟踪的一大挑战，需要考虑动力学进行综合分析。
3.应用分析
基于履带式机器人的特点，其常见的适用场景主要包括：
军事机器人：可搭载各种末端执行器，被应用于野外军事侦察等活动，几乎能够适应所有的野外场景，沙漠、乱石及废墟等场景；反观采用轮式机器人，则会存在陷入沙土中，或无法越过沟壑的情况。
消防机器人：搭载高压水枪的履带式机器人，高压水枪的后坐力强，而履带与地面接触面积大，恰好可以分摊后坐力，以保持机身姿态的稳定。
总体来讲，履带式机器人多用于野外非结构化场景，最好为土质松软的地面（降低磨损），执行侦察、运输等任务。
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工业机器人控制系统的组成和功能有哪些
工业机器人控制系统的组成和功能有哪些？时间：2021-11-1916:03:13来源：维科网
导语：工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。工业机器人被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中。一般来说，工业机器人由三大部分六个子系统组成，三大部分是机械部分、传感部分和控制部分;六个子系统可分为机械结构系统、驱动系统、感知系统、机器人-环境交互系统、人机交互系统和控制系统。那么工业机器人控制系统由哪些组成?有什么功能?
一、工业机器人控制系统的组成
1、控制计算机：控制系统的调度指挥机构。一般为微型机、微处理器有32位、64位等，如奔腾系列CPU以及其他类型CPU。
2、示教盒：示教机器人的工作轨迹和参数设定，以及所有人机交互操作，拥有自己独立的CPU以及存储单元，与主计算机之间以串行通信方式实现信息交互。
3、操作面板：由各种操作按键、状态指示灯构成，只完成基本功能操作。
4、硬盘和软盘存储存：储机器人工作程序的外围存储器。
5、数字和模拟量输入输出：各种状态和控制命令的输入或输出。
6、打印机接口：记录需要输出的各种信息。
7、传感器接口：用于信息的自动检测，实现机器人柔顺控制，一般为力觉、触觉和视觉传感器。
8、轴控制器：完成机器人各关节位置、速度和加速度控制。
9、辅助设备控制：用于和机器人配合的辅助设备控制，如手爪变位器等。
10、通信接口：实现机器人和其他设备的信息交换，一般有串行接口、并行接口等。
11、网络接口：
Ethernet接口：可通过以太网实现数台或单台机器人的直接PC通信，数据传输速率高达10Mbit/s，可直接在PC上用windows库函数进行应用程序编程之后，支持TCP/IP通信协议，通过Ethernet接口将数据及程序装入各个机器人控制器中。
Fieldbus接口：支持多种流行的现场总线规格，如Devicenet、ABRemoteI/O、Interbus-s、profibus-DP、M-NET等。
二、工业机器人控制系统的功能
机器人控制系统是机器人的重要组成部分，用于对操作机的控制，以完成特定的工作任务，其基本功能如下：
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。人机接口：示教盒、操作面板、显示屏。
5、传感器接口：位置检测、视觉、触觉、力觉等。
6、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。
7、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。
标签：工业机器人
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1、智能消防机器人
消防机器人属于特种机器人范畴，它是一种具备一般编程能力和操作能力的应用于消防作战活动的运动机器人，它可以代替消防员进入高温、浓烟、易爆等危险场所进行消防救援。消防机器人是科技发展与人性化设计理念相辅相成的产物。
智能消防机器人是智能化的消防机器人，它具有感受、识别、判断及推理能力，并能够根据外界条件做出相应的调整。智能消防机器人融合了机械工业、计算机技术、电子技术、控制理论和人工智能等技术，不仅涉及智能机器人领域的理论，还涉及火灾理论、消防工程、火场指挥通信等方面。
2、智能消防机器人功能
(1)基础功能
灭火功能：完成一定距离灭火，阻止火势扩大，降低不必要的损失;火源自动追寻等功能。
排烟功能：排烟降尘、阻隔热辐射，降低烟雾浓度和火场温度。
(2)操作功能
危险处置功能：具有多自由度灵巧型机械臂或末端处置工具快换装置，完成一定多模式人机交互功能。
应急救援功能：在高温高压、有毒有害等特殊环境下，可完成人员搜索、灾情探测、清障救援等任务。
(3)测巡功能
侦测功能：代替消防员进入高危区域，解决消防人员抵近侦察面临的人身安全及数据采集不足等问题。
巡检功能：代替巡检人员进行日常设备及环境巡检，减轻巡检人员的劳动强度，降低巡检过程中存在的安全隐患。
(4)辅助功能
预警功能：采集相关现场数据，识别火源，预报紧急情况、进行一定相关处理等功能。
通信功能：将现场的视频、环境监测数据等传输到指挥终端，提供决策依据，也可实现操控多台消防机器人工作。
3、智能消防机器人分类及应用场景
从功能角度对智能消防机器人进行划分，主要包括消防灭火机器人、消防救援机器人、消防排爆机器人、消防破拆机器人、消防侦察机器人及多功能消防机器人这六种智能消防机器人。
(1)消防灭火机器人
消防灭火机器人是一种能够接近火场进行灭火活动的消防机器人，也是目前应用最广的消防机器人。灭火消防机器人一般由移动载体、消防水炮、遥控装置、摄像装置及自保护机构组成。其主要的灭火功能是依赖于它的消防水炮来实现，消防水炮能根据不同的角度及高度向火源喷洒大量的水或灭火剂。
(2)消防救援机器人
消防救援机器人是能够进入火场，搜寻被困人员并通过其独特救援设施将被困人员运输出火场的消防机器人。消防救援机器人是众多消防机器人中任务难度最大的消防机器人，消防救援机器人在救援过程中受到受灾人员位置、体形、体势及周围环境等不确定因素的影响，所以救援消防机器人如何安全、准确、迅速地完成救援任务是救援消防机器人在发展过程中的一大难题。
(3)消防排爆机器人
消防排爆机器人是基于火灾爆炸等危险事故而研发的消防机器人。消防排爆机器人可搭载X光仪、各种传感器、机械手及多自由度云台等多种执行工具从而实现毫米级抓取功能。它可以代替消防员在突发涉爆事件中进行实地勘探，快速地寻找、排除、搬运、销毁各种危险可疑物品，保障消防员安全的执行消防任务，为广大群众及消防员的生命安全保驾护航。
(4)消防破拆机器人
消防破拆机器人一般是用于受灾现场的清障及救援工作，主要包括拆除、销毁存在潜在危险的可疑物品，清理建筑倒塌等产生的垃圾，搬运物资等。破拆消防机器人一般由机器本体、机械臂、破拆工具、行走机构、遥控系统等部分组成。因为其应用场所一般比较复杂，所以消防破拆机器人比其他消防机器人的动力、续航能力、越野能力和自主运动能力等方面都要强，这样才能为受灾现场提供强有力的支援。
(5)消防侦察机器人
消防侦察机器人诞生于1991年，它的出现为消防救援活动开辟了新的世界。消防侦察机器人主要是用于高温、浓烟、易燃易爆、地形复杂、障碍物多等消防员不易靠近的恶劣场所进行现场侦察、化学品探测、火场信息收集及反馈等消防活动。侦察消防机器人可以进入火灾现场或是在火场上空通过高清摄像头观测几平方公里的现场情况，透过浓烟寻找火源，然后利用红外图像、气体浓度测试、热分布指示等途径来进行火场信息的采集及实时监控。在将第一线的火场信息采集之后，通过有线或无线的方式传输到消防员手中，以便于消防员可以快速准确地对火场做出判断及救援措施。
(6)多功能消防机器人
多功能消防机器人是集合了两种及以上功能的综合性消防机器人，如灭火侦察消防机器人、排爆救援消防机器人等。多功能消防机器人根据其功能分配的不同，一般会包含多个独立的模块，这些独立模块可以根据火灾救援需求的不同进行单个或组合救援，这使得救援工作更加便捷，消防机器人的维修也更简单。而且，随着我国火情及环境复杂度的进一步提升，单一功能的消防机器人往往已经不能满足消防救援的需求。相比之下，多功能消防机器人功能更加丰富，适用范围更广，多功能化已经成为了消防机器人的一大发展趋势。
来源：《亿嘉和-投资价值深度报告：电力特种机器人领先制造商受益电网智能化提速-20220220(29页).pdf》
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