工信部近日發(fā)布的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)聚焦“兩突破”、“三提升”,即實(shí)現(xiàn)機(jī)器人關(guān)鍵零部件和高端產(chǎn)品的重大突破,才能達(dá)到機(jī)器人質(zhì)量可靠性、市場(chǎng)占有率和龍頭企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的大幅提升。
其中關(guān)鍵零部件研發(fā)的突破,是高端產(chǎn)品面世的前提,也是實(shí)現(xiàn)目前機(jī)器人質(zhì)量可靠性、市場(chǎng)占有率和龍頭企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的大幅提升掣肘。
據(jù)有關(guān)媒體報(bào)導(dǎo),我國(guó)75%的精密減速器從日本進(jìn)口,伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)超過80%依賴進(jìn)口,高性能控制器、傳感器和末端執(zhí)行器等關(guān)鍵零部件,更是機(jī)器人國(guó)產(chǎn)化路上的“攔路虎”。
高精密減速器類似于汽車變速箱,通過機(jī)械傳動(dòng),降低轉(zhuǎn)速,加大轉(zhuǎn)矩輸出,其精度高低直接決定了機(jī)器人操作的精細(xì)程度(包括定位精度和運(yùn)動(dòng)精度)。
高性能伺服電機(jī)能夠使機(jī)器人跟隨外部指令進(jìn)行人們所期望的運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)要素包括位置、速度和力矩。伺服系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了液壓、氣動(dòng)到電氣的過程,而應(yīng)用到機(jī)器人上的電氣伺服系統(tǒng)包括伺服電機(jī)、反饋裝置和控制器。
驅(qū)動(dòng)器是用來使機(jī)器人發(fā)出動(dòng)作的動(dòng)力機(jī)構(gòu)。機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器可將電能、液壓能和氣壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)器人的動(dòng)力。常見的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器主要有以下幾種:電器驅(qū)動(dòng)器,包括直流伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī);液壓驅(qū)動(dòng)器,包括電液步進(jìn)馬達(dá)和油缸;氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器,包括氣缸和氣動(dòng)馬達(dá);特種驅(qū)動(dòng)器,包括壓電體、超聲波馬達(dá)、橡膠驅(qū)動(dòng)器和形狀記憶合金等。
高性能控制器是通過采用高速CPU,大幅提高周期、動(dòng)作軌跡以及內(nèi)部處理時(shí)間等來實(shí)現(xiàn)高速處理控制能力。
傳感器是在機(jī)器人的控制中起了非常重要的作用,正因?yàn)橛辛藗鞲衅?,機(jī)器人才具備了類似人類的知覺功能和反應(yīng)能力,是環(huán)境感知的硬件基礎(chǔ),根據(jù)檢測(cè)對(duì)象的不同可分為內(nèi)部傳感器和外部傳感器。
內(nèi)部傳感器是用來檢測(cè)機(jī)器人本身狀態(tài)(如手臂間角度)的傳感器,多為檢測(cè)位置和角度。外部傳感器是用來檢測(cè)機(jī)器人所處環(huán)境(如是什么物體,離物體的距離有多遠(yuǎn)等)及狀況(如抓取的物體是否滑落)的傳感器。具體有物體識(shí)別傳感器、物體探傷傳感器、接近覺傳感器、距離傳感器、力覺傳感器,聽覺傳感器等。
末端執(zhí)行器是指裝配在機(jī)械臂或者自動(dòng)化設(shè)備的末端,直接與工件接觸的部分,具有處理、傳輸、夾持、放置和釋放工件到某一個(gè)準(zhǔn)確的離散位置等功能。根據(jù)作業(yè)任務(wù)的不同,它可以是夾持器或?qū)S霉ぞ叩?,如吸盤、機(jī)械手抓、托持器等。
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