智能機(jī)器人的機(jī)器手---機(jī)械臂

       隨著科技的進(jìn)步，機(jī)器手機(jī)械臂之外已經(jīng)發(fā)展出很多其他形態(tài)的機(jī)器人產(chǎn)品，在傳感器、計(jì)算能力、規(guī)劃和控制、人機(jī)交互、人工智能等方面有了長(zhǎng)足進(jìn)步。

       仿人機(jī)器人的研究和應(yīng)用成為智能機(jī)器人領(lǐng)域中活躍的研究熱點(diǎn)之一，其中機(jī)器人手臂是仿人機(jī)器人系統(tǒng)中代表性的復(fù)雜部件，是仿人機(jī)器人完成抓取作業(yè)和與人機(jī)交互的基礎(chǔ)。

       仿人機(jī)器人配備雙臂，因此其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的緊湊性、通用性和靈活性是實(shí)現(xiàn)手臂智能控的首要因素，同時(shí)機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)靈活性、安全性、平穩(wěn)性和整體剛度是一個(gè)急需解決的問(wèn)題。評(píng)價(jià)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)靈活性的關(guān)鍵是機(jī)器人肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)等多自由度運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，現(xiàn)有的機(jī)器人手臂存在關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)臃腫、自身重量大、負(fù)重比低和剛度差等問(wèn)題。

       工業(yè)機(jī)械臂目前市場(chǎng)非常成熟，主要應(yīng)用在車(chē)間焊接、組裝、噴涂、拋磨、搬運(yùn)等生產(chǎn)線(xiàn)上，精度高、負(fù)載大、速度快。

       一個(gè)自主機(jī)器人將使用某種計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)指導(dǎo)它對(duì)其環(huán)境中的物體的操作。這樣的系統(tǒng)可以提供關(guān)于一個(gè)物體位置的非?？煽康男畔?，直到機(jī)器人拿起物體。特別是當(dāng)物體很小的時(shí)候，大部分會(huì)被機(jī)器人的抓手遮擋住，使得位置判斷更加困難。因此，確切地說(shuō)，機(jī)器人需要準(zhǔn)確地了解物體的位置，否則它的判斷會(huì)變得不可靠。

       機(jī)器手臂的作用是將手移動(dòng)到不同的位置。類(lèi)似地，機(jī)器臂的作用則是移動(dòng)末端執(zhí)行器。您可以在機(jī)器臂上安裝適用于特定應(yīng)用場(chǎng)景的各種末端執(zhí)行器。有一種常見(jiàn)的末端執(zhí)行器能抓握并移動(dòng)不同的物品，它是人手的簡(jiǎn)化版本。

       機(jī)器手往往有內(nèi)置的壓力傳感器，用來(lái)將機(jī)器人抓握某一特定物體時(shí)的力度告訴計(jì)算機(jī)。這使機(jī)器人手中的物體不致掉落或被擠破。其他末端執(zhí)行器還包括噴燈、鉆頭和噴漆器。工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)門(mén)用來(lái)在受控環(huán)境下反復(fù)執(zhí)行完全相同的工作。

       機(jī)械手臂，主要是指串聯(lián)式結(jié)構(gòu)的關(guān)節(jié)機(jī)器人，自由度相對(duì)于五軸機(jī)器人低很多，末端輸出軸運(yùn)動(dòng)范圍，主要局限在一個(gè)平面內(nèi)。用此種設(shè)備持工具進(jìn)行抓取或者打磨，適用于批量大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的工件。

       機(jī)器人都是試圖通過(guò)將物體放在平整的表面上，然后輕輕戳一下物體，來(lái)評(píng)估物體的硬度。但這不是人類(lèi)衡量硬度的主要方式，我們判斷的時(shí)候是基于按下物體和手指之間的接觸區(qū)域。一般來(lái)說(shuō)，較軟的物體容易變平，增加與手指的接觸面積。