为特定任务开发新的机器人设计是一项重大挑战。将传统的旋转电机和齿轮减速器结合使用将产生非常有限的结果。新的机器人机械解决方案是扩展机器人功能的关键。问题在于,新的机械解决方案难以应对,为新机器人编写新的控制软件是一项重大挑战。如果每个新的机器人创意都需要从头开始一个完整的新软件解决方案,那么复杂程度可能会给机械设计人员带来难以逾越的障碍。
引入了诸如Stewart和Delta平台之类的并行机器人执行器,为重量轻,拾取和放置速度极高的应用提供了解决方案。这些平台通常具有高达每分钟300个展示位置的费率。并联机器人需要一组不同的变换来控制其运动,这些变换基于执行器的独特机械布置。
机器人操作系统(ROS)是机器人开发人员的标准编程环境,与Linux是其他应用程序的实时标准操作系统的方式几乎相同。 ROS社区由成千上万的研究人员和程序员组成,他们致力于开发一套全面的软件工具,使开发人员更容易进行机器人编程。 ABB,Adept,Universal 机械人,NASA,西南研究院都在使用ROS的软件组件。
ROS软件包中包括定义机器人的运动学,将运动学转换为电动机的控制命令,定义消息传递和协议等主要任务。还有一些工具可用于定义自主机器人以及如何组织机器人将要处理的操作环境。这些任务可能非常复杂,而且如果每个新的研究项目都必须从头开始创建所有内容,那么该领域的进展将变慢。
幸运的是,我们在市场上看到的恰恰相反。新的机器人系统,例如来自Universal 机械人,Baxter和其他公司的系统,都具有令人赞叹的功能。 Mahoro实验室机器人于2012年发布,是一种双臂系统,其执行危险的生物技术任务的速度是人类的两倍,并且消除了暴露于危险化学物质,细菌和病毒的风险。
机器人的软件开发并非易事,但像Linux一样,有一个平台的功能正在迅速加速,世界各地的团队正在并行处理视觉识别和自主导航等问题。
有效负载的能力,大小和重量都取决于我们对机器人的执行器和结构的处理程度。接下来的突破将全部基于机电创新。
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