辽宁新型外骨骼机器人项目研发

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，许多都是从外骨骼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。以辽宁外骨骼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。

工业机器人的构造是由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的新型外骨骼机器人还有行走机构。工业机器人共有三大核心零部件——控制器、伺服电机、减速器，占到机器人成本的70%以上。由于在核心零部件发展滞后，目前中国外骨骼机器人项目研发产业的发展面临巨大挑战。工业机器人是指在工业自动化中使用的，固定式或移动式，具有三轴及以上可重复编程、多用途的自动控制操作机。按照机械结构，工业机器人可分为直角坐标型、圆柱坐标型、球面坐标型、垂直 多关节型、SCARA型(平面多关节机器人)及Delta型(并联关节机器人)。几种主要工业机器人的应用范围：最广泛应用者-垂直多关节机器人：广泛用于汽车及电子产业生产制造各工序，结构革新者-Delta机器人：主要用于高速取放、筛选作业，小范围平面作业专家-机器人：主要用于3C行业面内精密装配，线性运动专家-直角坐标系机器人：用于较大工作空间内的物料搬运、取放。

机器人是自动执行工作的机器装置。机器人执行的是取代或是协助人类工作的工作，例如制造业、建筑业，或是危险的工作。辽宁外骨骼机器人以是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。目前在工业、医学甚至军事等领域中均有重要用途。欧美国家认为：机器人应该是由计算机控制的通过编排程序具有可以变更的多功能的自动机械，但是日本不同意这种说法。日本人认为“机器人就是任何高级的自动机械”，这就把那种尚需一个人操纵的机械手包括进去了。因此，很多日本人概念中的新型外骨骼机器人项目研发，并不是欧美人所定义的。现在，国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。一般说来，人们都可以接受这种说法，即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”

就像动画《战神金刚》一样，将一个个小型机器人组成一个巨型机器人的想法在科幻相关的节目中很常见，而现实中的研究人员也一直在寻求实现这一目标的方法。现在模块化机器人变得更加智能化。新型外骨骼机器人每侧都有轮子，可以使模块向任何方向移动，也能让各个模块通过将末端的磁铁转换成短程无线电来相互通信。每个模块都配有四个连接器，这意味着两个机器人可以以17种不同的配置连接。这就能使它们聚在一起组成一个更大更复杂的机器人。当然，配置模块的过程也存在挑战。为了从一种形式转变为另一种形式，研究人员需要制定一个行动计划，从而使机器人从当前位置转移到它们需要到达的位置。例如，为了将行走机器人转换为带有手臂的外骨骼机器人项目研发，模块之间需要以特定的方式对接和脱离。研究人员计算出了机器人从初始状态到目标状态重新配置的最有效方法。一些配置需要模块相互协助，其中一个模块充当“助手”，将另一个模块移动到位，以便它可以停靠在新位置。而其他的配置则涉及移动一次就形成一个新形状的模块。这样的机器人模块化具有比标准机器人灵活性和适应性都更强的优势，这意味着它们可以自我修复并应对未知环境。它们可用于太空任务和灾难救援任务，或者用作残疾人士的假肢。 ​

新型外骨骼机器人的目的并非是替代治疗师，机器人应该定义为一种辅助系统，替代治疗师一部分的工作，尤其是高强度、体力消耗大、重复度高的工作。与此相应的是大批康复机器人企业的涌现，外骨骼机器人项目研发、上肢康复机器人、步态训练机器人、可穿戴式外骨骼机器人等产品也纷纷走向市场。但是看着这台凝聚了团队心血的大家伙，我们发现，除了自主创新，公司还要面临更多问题。“由于这种机器人很难上量，分摊成本会很高，一台机器人的终端价格还是很难降下来。如果不能广泛应用，机器人提升效率的目的就难以实现。”我们在临床中发现，大量患者用健侧带动患侧在桌面上活动，但是仅靠患者来做这种训练很难达到治疗师需要的效果，所以我们想，能不能用机械臂去完成？”这样一个看似简单的场景需求，成了医疗新产品的起点