移动机器人国内外发展现状
时间:2017-01-14 10:43 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 美国通用汽车公司在1962年投入使用第一台工业机器人Uni mate，标志着第一代机器人的诞生。现代机器人从诞生开始到现在，已经发展到了第三代。第一代机器人主要指以“示教一再现”方式工作的机器人。示教内容为机器人操作机构的空间轨迹、作业条件、作业顺序等。第二代机器人具有一定的感觉装置，能获取作业环境操作对象的简单信息，通过计算机分析处理后，由机器人做一定的推理，对动作进行反馈控制，表现出低级的智能。第三代机器人是指具有高度适应性和自主决策能力的机器人，它具有复杂的感知和检测功能，可进行相对复杂的逻辑判断、自主规划和决策，在作业环境中独立行动。5267 移动机器人在国外的初期研究，主要是从学术角度，研究室外机器人的体系结构和信息处理，并建立实验系统进行验证。从80年代开始，美国国防高级研究计划局（简称DARPA）专门立项，制定了地面无人作战平台的战略计划。从此，在全世界拉开了全面研究室外移动机器人的序幕，如1983-1990年，DARPA的“战略计算机’’计划中的自主地面车辆（ALV）计划；1986-1995年，能源部制订的为期10年的机器人和智能系统计划（RIPS）；以及后来的空间机器人计划，以及在极限环境下作业的机器人计划等，90年代后，随着技术的不断进步，移动机器人开始在现实的基础上开拓到各个领域，向实用化进军。由美国国家航空航天局（简称NASA）资助研制的“丹蒂Ⅱ”八足行走机器人，1994年作为能实现远程探险的高性能移动机器人在斯泊火山口进行了表演，美国NASA研制的火星探测机器人“Sojourner”于1997年登上火星，到达了移动机器人技术的巅峰。为了能够在火星上进行长距离探险，美国又开始了新一代样机的研制，命名为ROCKY7的移动机器人在Lavic湖的岩溶流上和干枯的湖床上进行了实验。德国研制的轮椅机器人，在乌尔姆市中心车站的客流高峰期的环境和1998年汉诺工业商品博览会的展览大厅中进行了实地现场表演。该轮椅机器人在公共场所拥挤的、有大量乘客的环境中，进行了36个小时的考验，所表现出的性能是其它现存的轮椅机器人所不可比的。此外，美国NASA资助研制的火星登陆车“勇气’’号和“机遇＂号，在2004年成功登陆火星，对火星进行科学考察。 国内移动机器人的发展国内对移动机器人的研究起步较晚，大多数研究尚处于某个单项研究阶段。清华大学智能移动机器人于1994年通过鉴定，该项研究涉及五个方面的关键技术：基于地图的全局路径规划技术研究；基于传感器信息的局部路径规划技术研究；路径规划的仿真技术研究；传感技术、信息融合技术研究和智能移动机器人的设计与实现。国内研究的主要成果有：香港城市大学智能设计、自动化及制造研究中心的自动导航车和服务机器人；中国科学院沈阳自动化研究所的ＡＧＶ和防爆机器人；中国科学院自动化所自行设计、制造的全方位移动式机器人视觉导航系统等。 移动机器人执行机构传统的移动机器人执行机构主要有轮式、腿式、履带式，近年来出现了一些复合型移动机构如，轮腿式机器人Ⅱ。这些执行机构各自具有各自的优缺点。轮式移动机器人有高速高效的性能，但越过壕沟、台阶的能力较差。腿式移动机器人地形适应能力较强强、能越过大的壕沟和台阶，其缺点是速度和效率均比较低。履带式移动机器人地形适应能力很强，设计紧凑，缺点是重量大，能耗大。轮腿式移动机器人融合了腿式移动机构的地形适应能力和轮式移动结构的高速性能，但缺点是结构相对复杂一些。其他特殊形式的移动机器人也是各有各的优缺点，如：单边轮用一个轮子代替整个车体，很好的利用了圆形几何约束的地形适应能力，避免了车底净高等附加几何约束对车辆地形适应能力的限制，大大减小了体积，增加了机动性和灵活性，但这种机器人控制复杂，越障能力低。球形轮在各方向上的截面都是圆，具有很好的地形适应能力，但控制也比较复杂。 (责任编辑：qin) |