湖南新型仿生机器人项目研发

行业使用商场格局未定服务范畴或成为新世界。现在，国内协作机器人商场使用主要集中在3C 电子、汽车及其零配件、家电等行业，除了工业范畴，协作机器人在商业服务范畴也具有较大的发展前景。其中，就包含现在比较热门的物流仓储和医疗这两个范畴。其中，在物流仓储范畴中的拣货环节，一种方法就是AGV搭载协作机器人的方法，物流仓储的商场将不可估量。此外，因为协作机器人比较安全，加上机械臂模仿人类手臂的灵敏特性，协作机器人十分合适使用在康复机器人和医疗保健机器人范畴。短期内工业范畴依然是协作机器人的主要使用商场，但竞赛会日趋激烈；从长远来看，服务范畴有机会成为新的使用。

本质上讲，协作机器人与传统机器人之间并没有十分大的不同，仅仅基于不同的规划理念生产的工业机器人产品，在协作机器人发展初期，许多都是从仿生机器人项目研发的基础上改造的。假如非要找不同，第一个不同是这两种机器人所面向的目标市场不一样，这个前面现已解释过，不再赘述。第二个不同点是二者替代的目标不一样。以湖南仿生机器人为主的自动化改造是用生产线替代生产线，机器人做为整个生产线中的组成部分，很难独自拿出来，假如某个环节的机器人坏了，在没有规划备份的情况下，整个产线可能要罢工。而协作机器人的独立性很强，它替代的是独自的人，二者之间能够交换，一个协作机器人坏了，挪开找个人替代就好了，整个生产流程的灵活性十分高。讲了这么多全是说优点，既然协作机器人这么好，那是不是能够替代传统机器人了？当然不是，协作机器人仅仅整个工业机器人产业链中一个十分重要的细分类别，有它独特的优势，但缺陷也很明显：为了控制力和磕碰才能，协作机器人的运行速度比较慢，一般只有传统机器人的三分之一到二分之一；为了削减机器人运动时的动能，协作机器人一般重量比较轻，结构相对简单，这就造成整个机器人的刚性缺乏，定位精度相比传统机器人差1个数量级；低自重，低能量的要求，导致协作机器人体型都很小，负载一般在10kg以下，工作范围只与人的手臂适当，许多场合无法运用。

又众所周知，一般六轴机械臂的一个末端姿态会对应几组不同的逆解。但是，这几组逆解在构形空间内是离散分布的，一般情况下无法在保证末端位姿的情况下从一组逆解变换到另一组逆解：换句话说，让仿生机器人项目研发末端走一条固定轨迹，如果两个点中间存在一些不可通过的点，那么六轴机械臂是无法完成这条轨迹的。但是，对于七轴机械臂的话，它多了一个冗余自由度，存在无数组在构形空间内连续的逆解，换句话说，有可能在保证末端轨迹的同时避开奇异的和障碍物。对于为什么不做八轴、九轴机械臂，答案也很简单，七轴大部分情况下已经够用了，增加关节只会降低整个机构的刚度。简言之，湖南仿生机器人是兼顾柔性与刚度的一种构型。巧的是，人的手臂也是七自由度的。于是，我们会有另一个问题：为什么大家不一开始就做七轴，而大多是以六轴起步呢？原因大概是因为以前大家认为七轴机械臂的运动学不存在解析解吧。我们知道，机器人的底层控制器是需要实时的进行轨迹插补的，如果是对末端轨迹进行插补，就需要在一个伺服周期（<1ms）内多次计算运动学逆解。

智能机器人按其智能程度的不同，可分为以下三种。(1) 传感型机器人又称外部受控机器人。机器人的本体上没有智能单元只有执行机构和感应机构，它具有利用传感信息（包括视觉、听觉、触觉、接近觉、力觉和红外、超声及激光等)进行传感信息处理、实现控制与操作的能力。  受控于外部计算机，在外部计算机上具有智能处理单元，处理由受控机器人采集的各种信息以及机器人本身的各种姿态和轨迹等信息，然后发出控制指令指挥机器人的动作。目前机器人世界杯的小型组比赛使用的机器人就属于这样的类型。(2) 交互型机器人机器人通过计算机系统与操作员或程序员进行人一机对话，实现对机器人的控制与操作。  虽然具有了部分处理和决策功能，能够独立地实现一些诸如轨迹规划、简单的避障等功能，但是还要受到外部的控制。(3) 自主型机器人;在设计制作之后，机器人无需人的干预，能够在各种环境下自动完成各项拟人任务。自主型机器人的本体上具有感知、处理、决策、执行等模块，可以就像一个自主的人一样独立地活动和处理问题。  机器人世界杯的中型组比赛中使用的机器人就属于这一类型。

机器手臂是机械人技术领域中得到最广泛实践应用的自动化机械设备，在湖南仿生机器人工业制造、医学医治、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探究等领域都能见到它的身影。手臂一般有3个运动：伸缩、旋转和升降。实现旋转、升降运动是由横臂和产柱去完结。新型仿生机器人的基本作用是将手爪移动到所需位置和接受爪抓取工件的最大分量，完结生产任务。工业机器人可以替代人类从事一些高难度、高风险的作业任务，在改进人们工作环境的同时，降低人们的劳动强度，提升原材料的利用率，降低工伤的发生频率，促进企业发展。