家用機(jī)器人的總銷售量預(yù)計(jì)將超過(guò)30萬(wàn)臺(tái),它表明服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)即將進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段。
從需求及設(shè)備現(xiàn)有的技術(shù)水平方面來(lái)看,殘疾人用的機(jī)器人還沒(méi)有達(dá)到人們預(yù)期的目標(biāo)。未來(lái)10年,助殘機(jī)器人肯定會(huì)成為服務(wù)機(jī)器人的一個(gè)關(guān)鍵的領(lǐng)域。許多重要的研究機(jī)構(gòu)正在集中力量開(kāi)發(fā)這類機(jī)器人。
就服務(wù)機(jī)器人的總體來(lái)看,普及方面的主要困難一個(gè)是價(jià)格問(wèn)題;另一個(gè)是,用戶對(duì)機(jī)器人的益處、效率及可靠性不十分了解。
工業(yè)機(jī)器人顯著的特點(diǎn)有以下幾個(gè):
(1)可編程。生產(chǎn)自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展是柔性啟動(dòng)化。工業(yè)機(jī)器人可隨其工作環(huán)境變化的需要而再編程,因此它在小批量多品種具有均衡率的柔性制造過(guò)程中能發(fā)揮很好的功用,是柔性制造系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。
(2)擬人化。工業(yè)機(jī)器人在機(jī)械結(jié)構(gòu)上有類似人的行走、腰轉(zhuǎn)、大臂、小臂、手腕、手爪等部分,在控制上有電腦。此外,智能化工業(yè)機(jī)器人還有許多類似人類的“生物傳感器”,如皮膚型接觸傳感器、力傳感器、負(fù)載傳感器、視覺(jué)傳感器、聲覺(jué)傳感器、語(yǔ)言功能等。傳感器提高了工業(yè)機(jī)器人對(duì)周圍環(huán)境的自適應(yīng)能力。
(3)通用性。除了專門設(shè)計(jì)的專用的工業(yè)機(jī)器人外,一般工業(yè)機(jī)器人在執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)時(shí)具有較好的通用性。比如,更換工業(yè)機(jī)器人手部末端操作器(手爪、工具等)便可執(zhí)行不同的作業(yè)任務(wù)。
技術(shù)綜合性強(qiáng)工業(yè)機(jī)器人與自動(dòng)化成套技術(shù),集中并融合了多項(xiàng)學(xué)科,涉及多項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域,包括工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)、機(jī)器人動(dòng)力學(xué)及仿真、機(jī)器人構(gòu)建有限元分析、激光加工技術(shù)、模塊化程序設(shè)計(jì)、智能測(cè)量、建模加工一體化、工廠自動(dòng)化以及精細(xì)物流等先進(jìn)制造技術(shù),技術(shù)綜合性強(qiáng)。
工業(yè)機(jī)器人由主體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個(gè)基本部分組成。主體即機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu),包括臂部、腕部和手部,有的機(jī)器人還有行走機(jī)構(gòu)。大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人有3~6個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度,其中腕部通常有1~3個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度;驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括動(dòng)力裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu),用以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作;控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令信號(hào),并進(jìn)行控制。
工業(yè)機(jī)器人按臂部的運(yùn)動(dòng)形式分為四種。直角坐標(biāo)型的臂部可沿三個(gè)直角坐標(biāo)移動(dòng);圓柱坐標(biāo)型的臂部可作升降、回轉(zhuǎn)和伸縮動(dòng)作;球坐標(biāo)型的臂部能回轉(zhuǎn)、俯仰和伸縮;關(guān)節(jié)型的臂部有多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)。