工業(yè)機(jī)器人及其關(guān)鍵技術(shù)

工業(yè)機(jī)器人及其關(guān)鍵技術(shù)提綱工業(yè)機(jī)器人簡(jiǎn)介1國(guó)內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人發(fā)展概況2工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)34其他工業(yè)機(jī)器人

1920年，捷克劇作家卡里洛·奇別克在其科幻劇本《羅薩姆萬能機(jī)器人制造公司》(Rossum’sUniversalRobots)首次使用了ROBOT這個(gè)名詞，意思是“人造的人”?，F(xiàn)在已被人們作為機(jī)器人的專用名詞。美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)（RIA）的機(jī)器人定義：“機(jī)器人是用以搬運(yùn)材料、零件、工具的可編程序的多功能操作器或是通過可改變程序動(dòng)作來完成各種作業(yè)的特殊機(jī)械裝置。”日本工業(yè)機(jī)器人協(xié)會(huì)（JIRA）的定義：“工業(yè)機(jī)器人是一種裝備有記憶裝置和末端執(zhí)行器（endeffector）的，能夠轉(zhuǎn)動(dòng)并通過自動(dòng)完成各種移動(dòng)來代替人類勞動(dòng)的通用機(jī)器?！眹?guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的定義：“機(jī)器人是一種自動(dòng)的、位置可控的、具有編程能力的多功能機(jī)械手，這種機(jī)械手具有幾個(gè)軸，能夠借助于可編程序操作來處理各種材料、零件、工具和專用裝置，以執(zhí)行種種任務(wù)。”機(jī)器人的動(dòng)作機(jī)構(gòu)具有類似與人或其它生物的某些器官的功能。是一種自動(dòng)機(jī)械裝置，可以在無人參與下（獨(dú)立性），自動(dòng)完成多種操作或動(dòng)作功能，即具有通用性?？梢栽倬幊?，程序流程可變，即具有柔性(適應(yīng)性）。具有不同程度的智能性，如記憶、感知、推理、決策、學(xué)習(xí)。

一般認(rèn)為機(jī)器人應(yīng)具有的共同點(diǎn)為：我國(guó)機(jī)器人當(dāng)前主要研究方向智能機(jī)器人技術(shù)材料感知仿生網(wǎng)絡(luò)微型智能交互前沿技術(shù)探索多機(jī)器人協(xié)調(diào)技術(shù)人－機(jī)器人和諧共存與交互網(wǎng)絡(luò)化與移動(dòng)感知新型機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)仿生運(yùn)動(dòng)與智能控制微納操作技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)仿生與生物機(jī)器人極地科考機(jī)器人助老助殘家庭服務(wù)微制造機(jī)器人裝備核工業(yè)機(jī)器人油氣管道檢測(cè)電力檢測(cè)機(jī)器人系統(tǒng)集成應(yīng)用示范涂膠機(jī)器人龍門式噴漆機(jī)器人SCARA型裝配機(jī)器人搬運(yùn)機(jī)器人碼垛機(jī)器人噴漆機(jī)器人機(jī)器人的組成、分類

機(jī)器人是一個(gè)機(jī)電一體化的設(shè)備。從控制觀點(diǎn)來看，機(jī)器人系統(tǒng)可以分成四大部分：機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置、控制系統(tǒng)、感知反饋系統(tǒng)。機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)裝置控制系統(tǒng)感知系統(tǒng)

基座(固定或移動(dòng))手部腕部臂部腰部電驅(qū)動(dòng)裝置液壓驅(qū)動(dòng)裝置氣壓驅(qū)動(dòng)裝置處理器關(guān)節(jié)伺服控制器內(nèi)部傳感器外部傳感器一、執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括：手部、腕部、臂部、腰部和基座等。相當(dāng)于人的肢體。二、驅(qū)動(dòng)裝置包括：驅(qū)動(dòng)源、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。相當(dāng)于人的肌肉、筋絡(luò)。三、感知反饋系統(tǒng)包括：內(nèi)部信息傳感器，檢測(cè)位置、速度等信息；外部信息傳感器，檢測(cè)機(jī)器人所處的環(huán)境信息。相當(dāng)于人的感官和神經(jīng)。四、控制系統(tǒng)包括：處理器及關(guān)節(jié)伺服控制器等，進(jìn)行任務(wù)及信息處理，并給出控制信號(hào)。相當(dāng)于人的大腦和小腦。內(nèi)部傳感器（位形檢測(cè)）控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)裝置執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作對(duì)象外部傳感器（環(huán)境檢測(cè)）

1處理器關(guān)節(jié)控制器機(jī)器人的分類1、按照結(jié)構(gòu)形態(tài)，負(fù)載能力和動(dòng)作空間劃分可分為超大型機(jī)器人：負(fù)載能力1000kg以上大型機(jī)器人：100-1000kg/10m2

以上中型機(jī)器人：10-100kg/1–10m2小型機(jī)器人：0.1-10kg/0.1-1m2超小型機(jī)器人：0.1kg以下/0.1m2

以下2、按機(jī)器人結(jié)構(gòu)坐標(biāo)系特點(diǎn)方式分類

1）直角坐標(biāo)型機(jī)器人

2）圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人

3）極坐標(biāo)型機(jī)器人

4）關(guān)節(jié)型機(jī)器人通過沿三個(gè)互相垂直的軸線的移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人手部空間位置的改變通過兩個(gè)移動(dòng)和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)位置的改變運(yùn)動(dòng)由一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)組成運(yùn)動(dòng)由前后的俯仰及立柱的回轉(zhuǎn)組成提綱工業(yè)機(jī)器人簡(jiǎn)介1國(guó)內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人發(fā)展概況2工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)34其他工業(yè)機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人構(gòu)成上游中游下游?

控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)?

減速機(jī)、控制器、伺服電機(jī)等核心零部件?

手臂、底座、轉(zhuǎn)座、手腕、支柱等本體零部件?

操作系統(tǒng)、傳感器等?

系統(tǒng)集成、軟件二次開發(fā)?

手爪等定制末端執(zhí)行器?日本、德國(guó)的工業(yè)機(jī)器人水平全球領(lǐng)先，其中，日本在工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵零部件（減速機(jī)、伺服電機(jī)等）的研發(fā)方面具備較強(qiáng)的技術(shù)壁壘。德國(guó)工業(yè)機(jī)器人在原材料、本體零部件和系統(tǒng)集成方面有一定優(yōu)勢(shì)。?中國(guó)處于工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)鏈下游，多數(shù)廠商承擔(dān)系統(tǒng)二次開發(fā)、定制部件和售后服務(wù)等附加值低的工作。但市場(chǎng)需求正在迅速擴(kuò)大，國(guó)內(nèi)企業(yè)的自主研發(fā)能力不斷提升，未來幾年將拉近與國(guó)際廠商的差距。日本、德國(guó)、韓國(guó)、美國(guó)四國(guó)的工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)成熟度高，中國(guó)是最具潛能的發(fā)展國(guó)家市場(chǎng)成長(zhǎng)率高高市場(chǎng)成熟度

低領(lǐng)先國(guó)家發(fā)展國(guó)家中國(guó)、日本、美國(guó)是工業(yè)機(jī)器人主要購(gòu)買國(guó)，但中國(guó)工業(yè)機(jī)器人的滲透率遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家18297213072300025110365601500010000

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03000025000200004000035000德國(guó)韓國(guó)美國(guó)日本中國(guó)2015年工業(yè)機(jī)器人主要購(gòu)買國(guó)

工業(yè)機(jī)器人銷量（臺(tái)）工業(yè)機(jī)器人分布（保有量）≈22W≈70W≈40W＜1W≈1W國(guó)家/區(qū)域產(chǎn)能份額保有量份額機(jī)器人密度日本66%23%約300臺(tái)/萬人歐洲26%29%約200臺(tái)/萬人中國(guó)不足1%10%不足30臺(tái)/萬人日本、德國(guó)、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)機(jī)器人技術(shù)和滲透率優(yōu)勢(shì)明顯先發(fā)優(yōu)勢(shì)?PLC、CNC等先進(jìn)系統(tǒng) 源于國(guó)外，減速機(jī)、控制器等核心零部件被國(guó)際企業(yè)壟斷，其中日本在減速機(jī)、伺服電機(jī)等核心零部件的研發(fā)方面處于全球領(lǐng)先。?上世紀(jì)70年代，日本、德國(guó)等國(guó)的人口紅利消失，勞動(dòng)力成本大幅提升，而汽車、電子等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展倒逼企業(yè)提升產(chǎn)能。?1954年，美國(guó)率先提

出工業(yè)機(jī)器人概念。?1967年日本引進(jìn)工業(yè)

機(jī)器人技術(shù)，處于領(lǐng)先。技術(shù)沉淀環(huán)境驅(qū)動(dòng)日本是全球工業(yè)機(jī)器人最大的生產(chǎn)國(guó),中國(guó)為最大消費(fèi)國(guó)331381276721903280002868025110-40%-60%-80%80%60%40%20%0%-20%10000

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035000300002500020000150002010201120122013201420152010-2015年工業(yè)機(jī)器人日本銷量工業(yè)機(jī)器人銷量（臺(tái)）增長(zhǎng)率

@Analysys

易觀智庫?國(guó)際機(jī)器人聯(lián)盟（IFR）304001350000300000250000200000150000100000500000中國(guó)德國(guó)美國(guó)韓國(guó)日本2015年主要國(guó)家工業(yè)機(jī)器人保有量工業(yè)機(jī)器人保有量（臺(tái)）

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易觀智庫?國(guó)際機(jī)器人聯(lián)盟（IFR）品牌及LOGO主營(yíng)業(yè)務(wù)重點(diǎn)應(yīng)用2015年?duì)I業(yè)收入2015年機(jī)器人收入發(fā)那科（FANUC）數(shù)控系統(tǒng)、機(jī)器人等汽車、金屬加工等60億美元14億美元安川電機(jī)（YASKAWA）伺服電機(jī)、控制系統(tǒng)、機(jī)器人等汽車、食品、機(jī)械加工等38億美元13億美元那智不二越（NACHI）液壓元器件、軸承、鍛壓機(jī)床、機(jī)器人、控制系統(tǒng)等汽車、機(jī)械加工等1757億日元132億日元川崎重工（Kawasaki）工業(yè)機(jī)器人、能源開發(fā)設(shè)備、航空航天設(shè)備等汽車、航空、船舶、醫(yī)療、石油化工等13.4億美元未知日本知名工業(yè)機(jī)器人廠商ABB、發(fā)那科、庫卡、安川電機(jī)四家企業(yè)是全球主要的工業(yè)機(jī)器人供貨商??從全球來看，日本和歐洲是工業(yè)機(jī)器人的主要產(chǎn)地，ABB、發(fā)那科（FANUC）、庫卡（KUKA）和安川電機(jī)（YASKAWA）四家企業(yè)是工業(yè)機(jī)器人的主要供貨商。

2015年四大家族工業(yè)機(jī)器人收入合計(jì)約為50

億美元，占據(jù)著全球約50%的市場(chǎng)份額。工業(yè)機(jī)器人的市場(chǎng)集中度非常高，伺服電機(jī)、控制系統(tǒng)、減速機(jī)等核心零部件的技術(shù)壁壘較高，高昂的生產(chǎn)成本和技術(shù)專利壟斷是制約其他企業(yè)發(fā)展的重要因素。區(qū)域劃分品牌機(jī)器人產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品系列歐系A(chǔ)BB控制系統(tǒng)、本體、伺服電機(jī)、系統(tǒng)集成汽車、3C、食品和飲料、醫(yī)療等控制力好，整體性強(qiáng)IRB系列庫卡（KUKA）本體、系統(tǒng)集成、控制器汽車工業(yè)、金屬加工等開源系統(tǒng)平臺(tái)，標(biāo)準(zhǔn)化編程、輕量化、響應(yīng)速度快LBR、KR系列日系安川電機(jī)Yaskawa伺服電機(jī)、變頻器、本體、系統(tǒng)集成汽車、電子電氣、食品等高精度、雙臂機(jī)器人、多軸機(jī)器人Motoman、SEMISTAR系列發(fā)那科（FANUC）數(shù)控系統(tǒng)、伺服電機(jī)、本體汽車工業(yè)、電子電氣、金屬加工等輕量化、標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)稱、操作簡(jiǎn)單R系列、M系列、LR系列等18工業(yè)機(jī)器人四大家族比較企業(yè)名稱主營(yíng)業(yè)務(wù)2013年?duì)I業(yè)收入公司現(xiàn)狀新松機(jī)器人自動(dòng)化有限公司機(jī)器人、控制器等13.19億元人民幣公司成立于2000年.在北京、上海、深圳、廣州、濟(jì)南設(shè)有機(jī)器人工程中心,新松在國(guó)內(nèi)規(guī)模最大,品牌產(chǎn)品線齊全,最具影響力。廣州數(shù)控?cái)?shù)控系統(tǒng)、機(jī)器人、控制器等2.43億元人民幣為用戶提供GSK全系列機(jī)床控制系統(tǒng)、進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置和伺服電機(jī)、大功率主軸伺服驅(qū)動(dòng)裝置和主軸伺服電機(jī)等數(shù)控系統(tǒng)的集成解決方案。GSK工業(yè)機(jī)器人是主研發(fā)生產(chǎn)，具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的最新產(chǎn)品。安徽埃夫特機(jī)器人、系統(tǒng)集成等7.64億元人民幣埃夫特智能裝備股份有限公司是國(guó)內(nèi)唯一一家通過大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用而邁向研發(fā)制造的機(jī)器人公司,也是目前國(guó)內(nèi)銷售規(guī)模最大的工業(yè)機(jī)器人廠商。產(chǎn)品迅速在汽車零部件、衛(wèi)陶、五金、家電、機(jī)加工、釀酒及消費(fèi)類電子等行業(yè)進(jìn)行應(yīng)用滲透。南京埃斯頓自動(dòng)化股份有限公司數(shù)控系統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)、機(jī)器人4.5億元人民幣公司自成立以來始終專注于高端智能機(jī)械裝備及其核心控制和功能部件研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，主要產(chǎn)品包括應(yīng)用于金屬成形機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)、電液伺服系統(tǒng)、廣泛適用于各種機(jī)械裝備的交流伺服系統(tǒng)，以及工業(yè)機(jī)器人及成套設(shè)備等。國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人廠商盤點(diǎn)——上市企業(yè)新松機(jī)器人——中國(guó)工業(yè)機(jī)器人的領(lǐng)先者新松機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人：SR系列、SRB系列等，種類分為多關(guān)節(jié)型和SCARA坐標(biāo)型。應(yīng)用領(lǐng)域：汽車、電子電器、金融等。應(yīng)用領(lǐng)域：教育、安防、餐飲等。

服務(wù)機(jī)器人：家用機(jī)器人、教育機(jī)

器人、展示機(jī)器人等。系統(tǒng)集成：計(jì)算機(jī)軟件、控制系

統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、物流系統(tǒng)等。其他：AGV小車、機(jī)械元器件、機(jī)器人零部件等。應(yīng)用領(lǐng)域：汽車、電子電器、電力等。應(yīng)用領(lǐng)域：交通、能源、金融、醫(yī)療等。廣數(shù)機(jī)器人——真正的中國(guó)主品牌工業(yè)機(jī)器人廣州數(shù)控機(jī)器人自主設(shè)計(jì)機(jī)械本體自行制造減速器等關(guān)鍵零部件自主研發(fā)專用伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器自主研發(fā)高性能控制器提綱工業(yè)機(jī)器人簡(jiǎn)介1國(guó)內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人發(fā)展概況2工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)34其他工業(yè)機(jī)器人工業(yè)機(jī)器人主要由四大部件構(gòu)成。目前我們所說的工業(yè)機(jī)器人，是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科技術(shù)于一體的自動(dòng)化裝備，由精密減速器、伺服電機(jī)、控制系統(tǒng)與本體幾大部分構(gòu)成。2014年精密減速機(jī)市場(chǎng)份額工業(yè)機(jī)器人成本份額機(jī)器人三大關(guān)鍵技術(shù)減速器、控制器、伺服系統(tǒng)提綱工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)3(1)關(guān)鍵技術(shù)——減速器(2)關(guān)鍵技術(shù)——控制器(3)關(guān)鍵技術(shù)——伺服系統(tǒng)(4)關(guān)鍵技術(shù)——傳感器機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)：減速器機(jī)器人減速器通常有RV減速器和諧波減速器兩種相比于諧波減速器，RV減速器具有更高的剛度和回轉(zhuǎn)精度。因此在關(guān)節(jié)型機(jī)器人中，一般將RV減速器放置在機(jī)座、大臂、肩部等重負(fù)載的位置；而將諧波減速器放置在小臂、腕部或手部；目前，全球減速器市場(chǎng)被日本納博特斯克和哈默納克兩家公司壟斷。并與機(jī)器人用戶簽訂獨(dú)家供貨協(xié)議。國(guó)內(nèi)秦川和綠的有對(duì)應(yīng)產(chǎn)品，但與國(guó)外差距較大。RV（Rot-Vector）減速器RV減速器是在擺線針輪傳動(dòng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，具有二級(jí)減速和中心圓盤支承結(jié)構(gòu)。自1986年投入市場(chǎng)以來，因其傳動(dòng)比大、傳動(dòng)效率高、運(yùn)動(dòng)精度高、回差小、低振動(dòng)、剛性大和高可靠性等優(yōu)點(diǎn)是機(jī)器人的“御用”減速器。RV減速器原理(1)結(jié)構(gòu)封閉、緊湊，體積小重量輕(2)

運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、精度高，軸承壽命長(zhǎng)(3)傳遞效率高、速比范圍大(4)噪音小、剛度大，抗沖擊能力強(qiáng)(5)過載能力強(qiáng)RV減速器特點(diǎn)

RV減速器有以下特點(diǎn)

擺線輪齒廓形成有外滾法和內(nèi)滾法兩種，外滾法中，半徑r的滾圓在半徑R基圓的圓周上作純滾動(dòng)，滾圓圓周上任意一點(diǎn)C的軌跡稱為外擺線。擺線輪齒廓成型內(nèi)滾法中，滾圓半徑rb、基圓半徑rg，且rb>rg，滾圓在基圓上純滾動(dòng)，此時(shí)滾圓圓周上的點(diǎn)C的軌跡為外擺線。根據(jù)擺線輪加工原理，擺線輪齒形修形有三種基本方法：移距修形，磨削擺線齒廓時(shí)，將磨頭相對(duì)加工臺(tái)移動(dòng)微小距離等距修形，磨削擺線齒廓時(shí)，使磨頭的半徑增大微小值轉(zhuǎn)角修形，磨出標(biāo)準(zhǔn)擺線輪齒廓后，再使加工臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)微小角度，然后繼續(xù)磨削，形成新的擺線齒廓擺線輪齒廓修形這種減速機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)也是難點(diǎn)，從1997年大連交通大學(xué)等高校承接第一期863計(jì)劃算起，仿制RV減速器已有近20年，為什么至今我們還沒有完全掌握其核心技術(shù)，使RV減速器產(chǎn)業(yè)化呢？RV減速器制造難點(diǎn)對(duì)RV減速器的機(jī)理及制造工藝研究不足；RV減速器對(duì)零件的加工、裝配精度及材料要求非常高，我國(guó)的精密制造技術(shù)及設(shè)備尚不能達(dá)到加工RV減速器的水平；諧波減速器諧波減速器由三部分組成：諧波發(fā)生器、柔性輪和剛輪。諧波減速器傳動(dòng)比大、外形輪廓小、零件數(shù)目少且傳動(dòng)效率高。單機(jī)傳動(dòng)比可達(dá)到50-4000，而傳動(dòng)效率高達(dá)92%-96%。HarmonicaDrive產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意HarmonicaDriveCSF-LW系列產(chǎn)品按照波發(fā)生器的不同有凸輪式、滾輪式和偏心盤式諧波減速器原理北京中技克美諧波傳動(dòng)有限公司北京諧波傳動(dòng)技術(shù)所蘇州綠的國(guó)內(nèi)諧波減速器制造由于諧波傳動(dòng)理論提出較早，目前專利保護(hù)已經(jīng)到期，因此國(guó)內(nèi)展開仿制的公司較多。提綱工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)3(1)關(guān)鍵技術(shù)——減速器(2)關(guān)鍵技術(shù)——控制器(3)關(guān)鍵技術(shù)——伺服系統(tǒng)(4)關(guān)鍵技術(shù)——傳感器控制器是機(jī)器人的大腦，發(fā)布和傳遞動(dòng)作指令。包括硬件和軟件兩部分：硬件就是工業(yè)控制板卡，包括一些主控單元、信號(hào)處理部分等電路軟件部分主要是控制算法、二次開發(fā)等工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)多采用計(jì)算能力較強(qiáng)的ARM系列、DSP系列、POWERPC系列、Intel系列等芯片組成。此外，將特定的處理器與所需要的接口集成在一起的定制芯片，可簡(jiǎn)化系統(tǒng)外圍電路的設(shè)計(jì)，縮小系統(tǒng)尺寸，并降低成本?？刂栖浖_發(fā)環(huán)境一般工業(yè)機(jī)器人公司都有自己獨(dú)立的開發(fā)環(huán)境和獨(dú)立的機(jī)器人編程語言，如日本Motoman公司、德國(guó)kuka公司、美國(guó)的Adept公司、瑞典的abb公司等，機(jī)器人系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境有TeamBots、ARIA、Player/Stage，、Pyro、CARMEN、MissionLab、ADE.V、Miro.v.CVS-March17、MARIE.、FlowDesigner.、RobotFlow控制軟件速度規(guī)劃：T型或S型位置控制：PID控制誤差補(bǔ)償：無國(guó)內(nèi)外機(jī)器人控制器差距T型速度規(guī)劃S型速度規(guī)劃?rùn)C(jī)器人位置控制a)末端位置穩(wěn)定問題b)末端點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)問題c)關(guān)節(jié)空間軌跡跟蹤問題d)操作空間軌跡跟蹤問題Benosman和

Vey指出，機(jī)器人的控制問題可以歸結(jié)為四個(gè)方面，分別是：機(jī)器人系統(tǒng)中有多種未知因素，構(gòu)成不確定性不確定性IrregulardisturbancesVaryingpayloadUn-modeleddampingJointflexibilityImprecisedesignparameterNonlinearfrictionUncert-ainties?剛性關(guān)節(jié)柔性關(guān)節(jié)欠驅(qū)動(dòng)全驅(qū)動(dòng)機(jī)器人關(guān)節(jié)建模的區(qū)別KUKALBRiiwarobot1.Preface不同機(jī)器人模型及控制算法剛性模型控制模型柔性模型控制模型卡爾曼濾波器(1959-1961)狀態(tài)空間表達(dá)式(1960)穩(wěn)定性理論(1960)LQG(1962)能控性、能觀性如何處理系統(tǒng)的不確定性因素？宏觀世界真的存在隨機(jī)性嗎？JosephFord(GeorgiaInstituteofTechnology):Coin/dicetossingisadeterministicchaoticmotion,ratherthanrandom.“HowRandomisaCoinToss?”,PhysicsToday,April1983,pp.40-47“Randomnessreexamined”.Modeling,IdentificationandControl,1994.15(3):p.141-151.模糊集理論(1965)模糊決策(1967)模糊推理(1973)模糊控制(1973)軟計(jì)算(1996)隨機(jī)理論:描述一個(gè)事件發(fā)生的頻率模糊理論:描述一個(gè)事件發(fā)成的程度用模糊方法描述不確定性ABC控制算法的變化虛擬控制真實(shí)控制如果G

和

H

是兩個(gè)模糊數(shù)模糊數(shù)學(xué):提綱工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)3(1)關(guān)鍵技術(shù)——減速器(2)關(guān)鍵技術(shù)——控制器(3)關(guān)鍵技術(shù)——伺服系統(tǒng)(4)關(guān)鍵技術(shù)——傳感器伺服系統(tǒng)是一種以機(jī)械位置或角度作為控制對(duì)象的自動(dòng)控制系統(tǒng)，一般包括伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)。使用在伺服系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)要求具有響應(yīng)速度快、定位準(zhǔn)確、合適轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。工業(yè)機(jī)器人電動(dòng)伺服系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)為三個(gè)閉環(huán)控制，即電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)。一般情況下，對(duì)于交流伺服驅(qū)動(dòng)器，可通過對(duì)其內(nèi)部功能參數(shù)進(jìn)行人工設(shè)定而實(shí)現(xiàn)位置控制、速度控制、轉(zhuǎn)矩控制等多種功能。伺服控制系統(tǒng)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的關(guān)節(jié)，要求是要有最大功率質(zhì)量比和扭矩慣量比、高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、低慣量和較寬廣且平滑的調(diào)速范圍。特別是像機(jī)器人末端執(zhí)行器（手爪）應(yīng)采用體積、質(zhì)量盡可能小的電動(dòng)機(jī)，尤其是要求快速響應(yīng)時(shí)，伺服電動(dòng)機(jī)必須具有較高的可靠性，并且有較大的短時(shí)過載能力。電機(jī)性能比較從使用上的角度來分析：

1、頻矩特性：伺服電機(jī)>步進(jìn)電機(jī)

2、控制精度：伺服電機(jī)>步進(jìn)電機(jī)3、低頻特性：伺服電機(jī)>步進(jìn)電機(jī)

4、過載能力：伺服電機(jī)>步進(jìn)電機(jī)5、控制性能：伺服電機(jī)>步進(jìn)電機(jī)6、響應(yīng)特性：伺服電機(jī)>步進(jìn)電機(jī)伺服系統(tǒng)外資企業(yè)占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。日系品牌憑借良好的產(chǎn)品性能與極具競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格壟斷了中小型OEM市場(chǎng)