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工业提升门机器厂家

来源:行业新闻 / 时间: 2025-07-08

其实工业提升门机器厂家的问题并不复杂,但是又很多的朋友都不太了解工业平移门价格及安装方法,因此呢,今天小编就来为大家分享工业提升门机器厂家的一些知识,希望可以帮助到大家,下面我们一起来看看这个问题的分析吧!

平移门在我们生活中被广泛使用的,其中最常见的就是在工业中,也就是工业平移门。工业平移门主要用于工厂、车间、仓库等大门,工业平移门的特点是最大程度的减少占地面积或空间从而提高空间使用率。工业平移门的外观性能也是非常漂亮的,保温性能也是非常好的。颜色多样可供大家自行选择。但是很多朋友对工业平移门不熟悉,那么接下来小编就给大家说说有关于工业平移门知识。

工业平移门价格

工业平移门主要用于工厂、车间、仓库等大门,工业平移门能最大程度的减少占地面积或空间从而提高空间使用率。采用国外的进口流水生产线生产,品质卓越,外形美观,保温效果极佳,并采用不含FCKW的环保PU材料,其填充过程均由计算机精确控制,复合型门板材料十分坚固。门板内外层均采用国内著名的彩色钢板,中间通过高压发泡填充聚氨酯材料,发泡密度为40±2kg/m3,经国家防火建筑材料质量监督检测中心检测,各项指标达到GB86241B1级。门板颜色多样,可满足不同客户的需求。

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工业平移门安装方法

1、安装平移门铝合金机匣横梁时,请注意使之保持水平,误差为1mm,如不水平会导致门体行走时出现力道不均匀的现象,造成机器寿命降低。

2、平移门门体吊挂的安装:用附带的门体吊挂螺栓组件把吊架装置安装到门体上指定位置。安装时应使吊架装置的滑轮中心与门体处于平行状态,如不平行,会缩短滑轮的寿命。把吊挂装置的滑轮挂到动力梁上。安装时请勿碰伤动力梁内其他部件及导轨,否则会造成部件故障或滑轮寿命、噪音、异常声音等。

3、平移门限位装置安装:拧松限位器的安装螺栓。把限位器装置确定嵌入到动力梁的导轨上。首先移动门体确定门体的开闭位置,然后确定限位器的位置。设定限位器装置的位置时,应使吊挂装置碰到限位器的胶垫后停止。用六角扳手确实拧紧固定安装螺栓。

4、平移门门体的高度及缝隙调整:拧松固定吊架用螺母。进行调整螺栓的安全调整。拧紧固定吊架用螺母。确认行走时的阻力。确认门移动是没有滞重现象,而且没有摩擦声音,如果有问题请确认以下事项:吊挂是否垂直定在门体上吊挂装置是否与动力梁有摩擦门体与门框之间是否有摩擦门体动扇与地面高度一般保持在10mm。动扇与定扇之间缝隙为5mm。

5、平移门皮带张力的调整:将张紧轮装置向左用力拉,使皮带保持绷紧,然后拧紧四个压板螺栓。拧松四个调节固定螺栓沿顺时针方向旋转张力调整螺栓,调整皮带张力。拧紧四个调节板固定螺栓

6、平移门地轮的安装:在安装时地轮的中心位置根据门体动扇宽度的一半加上5mm。(前提为动扇底部内有滑道的,如果没有滑道直接是包饰板的应考虑其在内部的空间距离,根据实际来计算)安装后请确保门体上下缝隙相同,以免时间长损坏地轮。

7、平移门控制系统的调整:(在正常情况下不用去调整,保持出厂设定为好)调整前请用手推动门体动扇数次以保证门体可以平滑的开关。设定左右切换开关,根据门的开门方向,设定左或右。当是双开门时,开关设定在右。设定感应方式,当开关右侧时,为第一次感应方式,在左侧时,为二次感应方式。当门处于关闭状态后才打开电源开关。控制盒上旋钮调整方式:前提是在按下控制盒的测试按钮,在开关门的同时,调整各个项目。启动力度的调整:力度确保在可使门体开关自由即可。

8、平移门调整开门速度和开门缓冲距离:确认开门速度是否在中间和缓冲距离是否在中间(出厂时设定);调整开门缓冲距离,把其设定在10到20厘米之间。调整开门速度,确认门体的开门速度后,在调整开门缓冲距离。

工业平移门在工业中所起的作用是非常大的,工业平移门主要有框架,门板,控制系统,驱动系统以及安全红外线检测装备。它的框架是具有非常好的抗压性能,门板所采用的是彩钢夹心板,门板厚度有50mm和70mm两种规格。驱动系统也是非常稳定的,如果门体比较重,比较大的话可以使用双驱动系统。工业平移门所采用的控制系统是使用双频控制系统。启动稳定,停止缓慢。

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工业机器人的智能化将何去何从

工业4.0,在中国这个世界级工厂的大地上正如火如荼的进行着。与此同时,国家和地方政府也不遗余力,大力扶持地方企业进行“机器换人”的无人化改造。我们都相信,这是一种不可阻挡的科技趋势,也是一场不可逆的有关更大更完全解放生产力的革命潮流。

说到工业机器人,其实分类很多。但就我个人而言,接触最多的还是串联六轴机械臂,即俗称的六轴机器人。因为它自由度多,灵活性好,且通用性比较高,所以广受工业制造的青睐。现在的工业应用领域中,越来越多的6轴机器臂出现在不同的工作岗位上,用以代替人类从事各种各样繁重,危险,高负荷的工作。这些工作曾经因为会给工作人员带来难以预估的身体和精神伤害,而广受诟病,并且随着中国老龄化的浪潮的到来,也使企业主难以招到满意的员工。而现在,灵活稳定的机械臂的出现,刚好解决了这个问题。

在某些行业领域,6轴机械臂有广泛的应用,如家电行业,铸造行业;在某些行业领域,6轴机械臂有更广泛的应用,如汽车行业,电子行业。在这些拥有高附加值和标准化生产线的行业中,价格不菲的机器人的优势才能更好的发挥出来。

1959年美国制造出世界上第一台工业机器人,机器人的历史真正开始。现如今,半个世纪过去了,工业机器人可谓走过了一段漫长的发展之路。从当初的实验室,到现在工业应用的各个行业,我们可以看到,机器人的应用已经越来越成熟。但是这种成熟,似乎也非常集中在某些行业,如电子生产,汽车制造等。

为什么这么说呢?我们来看看智能手机的发展过程,从04年出现,到现在的非常普及乃至普通,其中有一个非常重要的事件,就是生产工艺的标准化。比如充电器接口,所有安卓智能手机的充电器接口都一样。这种设备的标准化,有一个很明显的好处,就是给用户带来了很多方便。出差,忘记带手机充电线了,不怕,我们可以很容易在周边借到一根充电线。标准化的优势,更多的体现在产品的普及过程,和无限的可能性发展。它能让更多的人参与进来,使用,设计,优化。这对一种产品的成熟至关重要。

工业机器人的发展如何呢?发展了半个多世纪,我们看到,它的成熟度和发展了几年的手机相比,实际上差距还是很大。工业机器人有自己的小圈子,本体厂家之间都是明显的竞争关系,他们的保护壁垒也更加厚实。他们对自己的机器人都十分自信,觉得它们能完成更多,更精细的工作。所以与他人合作的意愿就没有那么强烈,甚至是不愿意和他人交流。

但是,我们看到工业机器人的行业应用还是有限的。机器人在使用的时候,也没有本体厂家们想象的那么好用。实际上,它还需要更多的设计来完善功能,增加使用的便利性和灵活性。

进过60年的发展,到目前为止机器人的拥有量不到300万台,而中国一年的汽车产量2500万台。机器人作为一种产业或者产品,它几乎可以忽略不计。而原因在于,由于众多技术的限制使机器人只是局限在制造业很窄的一部分里。尽管如此,机器人在全球范围的热度却仍在持续升温。

实际上,当前就制造业向“智造业”的转型发展已成为共识,广东近几年出现的“机器换人”的大潮更是一个典型代表。在产品生命周期缩短、消费者个性化需求提高的当代,传统的大规模流水线工业已经跟不上节奏——智能手机的更新换代的周期更是已经缩短到11个月,连汽车等高档消费品的更新周期也减少到了4年,灵活、快速及可以随时变化升级的生产线为工业机器人提出了新的要求,也提供了新的机遇。

个人感觉,工业机器人的发展和应用,如果想更上一层楼,需要在以下方面做出改变:

1.本体厂商对设备精度和性能的提升,对传感设备的深层研发,并构架出闭环控制系统。

工业机器人普遍能达到低于0.1毫米的运动精度(指重复运动到点精度),抓取重达一吨的物体,伸展也可达三四米。这样的性能虽不一定能轻易完成苹果手机上一些“疯狂”的加工要求,但对绝大部分的工业应用来说,是足以圆满完成任务。

随着机器人的性能逐渐提升,以前一些不可能的任务也变得可行起来(如激光焊接或切割,曾需要专门的高精度设备来指导激光的走向,但随着机器人精度的提升,现在也变得可依赖机器人本身的准确运动来代替了)。

但相比传统高端设备,如高精度数控机床,激光校准设备,或特殊环境(高温或特低温)设备等,工业机器人尚力不能及。

工业机器人是工业智能化的一个标志,它不仅体现在机械控制系统的智能编程上,还需要外部传感设备支持。为了检测作业对象及环境或机器人与它们的关系,在机器人上安装了触觉传感器、视觉传感器、力觉传感器、接近觉传感器、超声波传感器和听觉传感器,大大改善了机器人工作状况,使其能够更充分地完成复杂的工作。由于外部传感器为集多种学科于一身的产品,有些方面还在探索之中,随着外部传感器的进一步完善,机器人的功能越来越强大,将在许多领域为人类做出更大贡献。

2.本体厂商对数据底层接口的开放,本体厂商之间标准化接口和编程语言。

传统机器人的工作本质就是不断地走一个个的路径点,同时接收或设置外围的I/O信号(老和其他设置如夹具,输送线等合作)。而指导机器人这么做得过程,就是机器人编程。几乎每一家领先公司都有自家的编程语言和环境,从而需要机器人操作者参加学习培训。当机器人适用范围增广后,这个成本开始显现了。

这些厂商是有理由维护自家的编程环境的,一来工业机器人四十年前就开始规模化做了,那时还没有什么面向对象等现在广为熟知普遍认同的主流先进编程理念,二来萌芽阶段自家技术难免会和竞争对手不同,维护一个编程方式也无可厚非,三来因为他们的大客户往往也是传统的工业大客户,如大汽车厂商,这些客户求稳,自然不希望你机器人过几年就赶个热潮变换编程方式,搞得他们还得扔掉几十年的经验,重新花大钱培训学习。

标准化底层数据接口还有另外一个好处,就是直接给上层的应用级开发带来很多方便的地方。现在,大多数离线编程公司因为没办法拿到机器人底层数据接口,无法直接和机器人通信,所以程序调试起来很麻烦。同时,因为没有底层数据接口,离线编程应用等开发出来的功能也十分有限。这给编程人员和整个机器人应用的广泛普及都带来了很大的苦恼。

3.软件服务公司对机器人通用功能的完善,对工艺数据的处理。

机器人离线编程系统的研制和开发涉及的问题很多.包括多个领域的多个学科。目前工业领域的机器人离线编程软件种类也很繁多,软件的性能和功能也参差不齐,各有千秋。举例来说,国外离线编程软件发展较早,工业应用也比较成熟。像等都是首屈一指的离线软件大佬,他们在国内外的行业应用中,都经过大量的实践检验。国内的工业机器人离线编程软件虽然起步较晚,但是因研发投入较大,重视程度较高,所以进步很大,典型的案例就是北京华航唯实机器人公司的离线编程软件。其公司技术背景一是北航机器人研究所与CAD中心数十年的航空航天项目经验,二是数几十人的优秀研发团队,再加上背后财团的大力支持,商业化后短短两年就发展成国内离线编程软件的领导者,一骑绝尘,可谓成绩不俗。。

离线编程技术是未来工业机器人发展的重点之一,但是,就目前的工业应用来说,软件需要改进的地方还有很多。为推动这项技术的进一步发展,也需要多个方面的研究工作,下面就以大家比较熟悉的国产离线编程软件为例,来具体谈谈软件需要改进的地方:

a)多媒体技术在机器人离线编程中的研究和应用。友好的人机界面、直观的图形显示及生动的语言信息都是离线编程系统所需要的。在这些地方,相比较外国软件,做的已经很好了。当然,这个和它是国产软件,有一群了解中国人软件使用习惯的程序猿有很大关系。良好的人机交互体验能减少软件使用者的上手和学习难度,同时也能增加用户的使用欲望,帮助设计人员更好的工作。

b)多传感器的融合技术的建模与仿真。随着机器人智能化的提高,传感器技术在机器人系统中的应用越来越重要。因而需要在离线编程系统中对多传感器进行建模,实现多传感器的通讯,执行基于多传感器的操作。对于传感器的支持,据我所知,这方面的研究还比较少,国外同行做的也不尽如人意。机器人要想更智能化,传感器是一个非常关键的设备,其相关技术还需要大家共同努力,尽早突破。

c)各种规划算法的进一步研究。其包括路径规划、抓取规划和细微运动规划等。规划一方面要考虑到环境的复杂性、运动性和不确定性,另一方面又要充分注意计算的复杂性。我们知道,离线编程仿真软件,一个非常重要的功能就是,产线轨迹,轨迹规划和轨迹生成。为了减少不必要的成本,提高工作效率,我们使用软件更多的是出于设计方面的考虑。软件可以支持多机器人的产线规划,支持单机器人的轨迹规划和生成,这大大满足了我们工程师在设计方面的要求。

d)错误检测和修复技术。系统执行过程中发生错误是难免的.应对系统的运行状态进行检测以监视错误的发生,并采用相应的修复技术。此外,最好能达到错误预报,以避免不可恢复动作错误的发生。在程序仿真的时候,打开干涉检查功能,会对轨迹中的错误做初步检测。生成后置程序的时候,会对后置的机器人数据做最后的检测过滤,如果发现有不符合程序正常运行的数据,会拒绝生成后置代码。这样做的目的是最大程度减少,来自程序设计本身的失误。这一点需要给的设计人员点个赞,做的真的很好。

在解决上述软件通用功能以后,对工艺数据的整理组织也是一项十分重要的工作。专家库的建立,能够把软件编程和机器人操作的门槛降低,让更多的非专业工作人员进入到智能化产线当中。机器人换人的目的不是让人失业,而是解放劳动力,让设计人员把精力和时间投入到更有价值,更有意义的工作中去。随着全球老龄化的到来,随着员工的更新换代,操作经验和技术工艺也面临传承不济和逐渐流失的风险。如果离线编程软件能做好工艺数据的沉淀和应用,也算是功德一件。对于企业的自身发展,也很有帮助。目前,各个离线编程厂家或多或少都有自己的工艺数据包,像等这样有本体机器人做依托的离线厂家,工艺数据自然丰富强大一些,没有本体依托的软件厂家,也在做相关方面的研究。在东莞也建立起了自己的科学试验站,和多家国内本体厂商合作,专门从事打磨,焊接,去毛刺等工艺研究,现已积累大量可用于工业生产的工艺数据。

总结:只有当上述三个问题得以突破,工业机器人才能摆脱目前只是作为一种机械设备在行业领域应用的现状,从而进入广泛的市场。不止是作为人类的替代或人类能力的延伸,而是成为一个真正能够独当一面的机器人。我们相信这一天的到来,将会是人类科技发展史上非常重要,辉煌的一个篇章。

接触危险物品的工作岗位

高温、低温、高压、辐射等极端环境的工作岗位

长时间机械作业的工作岗位

长时间监视监控的工作岗位

精细工作

高强度工作

……

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随着知识经济时代的到来,高技术已成为世界各国争夺的焦点,机器人技术作为高技术的一个重要分支普遍受到了各国政府的重视。据了解,目前日本继前两个机器人计划--“极限作业机器人”计划和“微机械技术”开发计划之后,正在实施第三个“人型机器人”计划;美国仅花在无人机上的费用就已达25亿美元。我国政府也非常重视机器人的研究,早在“七五”期间就开始了工业机器人和水下机器人攻关计划,并取得了一定的成绩。1986年,国家“863”计划将智能机器人列入其中。经过十几年的艰苦奋斗,从跟踪世界先进水平到自主开发,取得了举世瞩目的成果。

机器人技术--科技经济的必争之地世界各国都非常重视机器人技术的开发与研究,主要有以下几个方面的原因:

第一,发展机器人可以提高综合国力。机器人技术是集光机电信息自动化于一身的高新技术,从某种意义上讲,一个国家机器人水平的高低,代表了一个国家的综合实力。

发展工业机器人可以增强一个国家的制造能力。国内外很多企业都是通过使用工业机器人来提高生产率和产品质量。国外一些大的汽车、电子、机械制造商通过采用工业机器人作为关键生产设备,可以做到根据市场需求,及时调整生产策略,以小批量、多品种,占领更多的市场份额。国家"863"计划正是看到了这一趋势,对工业机器人及其应用工程给予了大力支持,在摩托车、汽车、电子、家电等行业推广了一批示范工程,并形成了拥有自主知识产权的产品系列。

发展特种机器人可增强国家的可持续发展能力。所谓的特种机器人是指除工业机器人之外的各种机器人。在“863”计划实施的初期,我国先后研制出了水下机器人、排险机器人、机器人压路机、微操作机器人、双足步行机器人、灵巧手等多种用途的特种机器人,大大缩短了我国机器人水平与国外发达国家之间的差距,有力地推动了我国机器人技术的发展,加强了机器人与社会、经济的联系。

智能机器人是具有感知、思维和行动功能的机器,是机构学、自动控制、计算机、人工智能、光电技术、传感技术、通讯技术、仿真技术等多种学科和技术的综合成果。智能机器人做为新一代生产和服务工具,在制造领域和非制造领域占有更广泛、更重要的位置,这对人类开辟新的产业,提高生产与生活水平具有十分现实的意义。例如,我国在争取公海海域优先开采权的过程中,由国家“863”计划研制的6000米水下无缆自治机器人系统先后两次出海,获得了海底锰结核分布的珍贵资料,使我国成为世界上少数几个具有深海探测能力的国家之一。

第二,发展机器人技术可以提高国防实力。在海湾战争、波黑战争、科索沃战争中,各种无人机和地面军用机器人系统在战场侦察、探雷排雷、监视、通讯中继、电子对抗、火力导引、战果评估、骚扰、攻击等方面都起了特殊的作用。鉴于高新技术对未来战争的指挥系统、战场环境将产生重大影响,我国已经开展并将加强这方面的研究。

第三,机器人可以形成一个巨大的产业。尽管目前发展相对成熟的只有工业机器人,但从世界机器人的发展趋势看,服务机器人、个人机器人具有巨大的市场潜力,可以预见,个人机器人将会像个人电脑一样走进千家万户,成为人类社会必不可少的生活用品。

第四,发展机器人可以提高一个国家的国际地位。在国家攻关计划和“863”计划的支持下,我们已经研制出了各种用途的机器人,并加入了由少数发达国家参加的国际先进机器人计划,提高了中国科技的国际地位。

我国发展机器人技术的必要性目前,我国机器人市场还不是很大,其原因是多方面的。我国是一个人口大国,多数人对机器人缺乏了解,认为现在下岗人员就很多,还用机器人干什么。这是一个偏颇的观点。

首先,机器人不是简单地代替人工作,我们使用机器人是让它们完成不适合人直接干、干不了和干不好的一些工作。比如:机器人可以进入病人体内进行检查和治疗,进入煤气管道进行检查和维修,进入核电站检查核泄漏,机器人可以登陆月球、深潜海底,能24小时不停地高质量完成单调或复杂的工作。目前我国有许多人工作在有毒、有害、高温、危险的作业环境中,机器人的应用可以将他们从恶劣环境中解放出来。

市场竞争也需要机器人。机器人的应用,不仅可以提高产品质量,提高产品的改型速度,适应快速变化的市场,满足消费者的需要,而且可以降低产品的成本,提高市场竞争能力,从而提高我国企业在国内外市场上的竟争能力。

另外,随着物质及精神生活水平的提高及老龄人口的增多,人们将需要更多的智能化、社会化、家庭化、个性化、感情化的服务,机器人将大显神通。最重要的是,站在国家的角度来看,许多尖端技术,尤其是国防高技术必须拥有自主知识产权,才能在国际竞争中得到主动权。霸权主义并不希望我国拥有能与其相抗衡的机器人技术,我们只能依靠自力更生。

前景光明的机器人应用我国是一个发展中大国,经济的高速发展给机器人技术带来了广阔的应用前景。

随着我国高技术产业的兴起和大中型国有企业的扭亏为赢,将出现一批新兴产业,也将诱发新一轮的投资,工业机器人作为先进制造业的核心必将得到广泛应用。近两年,我国大规模的基础设施建设为混凝土喷射机器人、凿岩机器人、机器人压路机、机器人推土机等机器人化工程机械提供了用武之地。新一代机器人化工程机械如装载机、搅拌机、摊铺机、盾构机器人等正在研究中。21世纪是人类走向海洋,向海洋要资源的世纪,我国的系列水下机器人将承担起海洋探测的重任,为我国开发海洋作出贡献。

通过国家“863”计划的实施,我国机器人产业化已初露端倪,而且发展势头良好。一些企业已看到了机器人的巨大潜力,一汽、华录、海尔、嘉陵、长安等大型企业集团都开始涉足机器人领域,他们都看到了中国潜在的机器人市场。

抓住时机迎接挑战加速我国机器人产业化的发展迫在眉睫,我们必须采取相应的措施,才能适应形势。

国家应加大对机器人技术的投人,并制定相应的鼓励政策。机器人是具有创新性的、战略性的、对国民经济和国家安全有巨大影响的高技术,是21世纪经济技术的制高点之一。国家必须投入较多的资金加快机器人技术的研究,同时对有关企业给予一定的优惠政策,以推动我国机器人产业的发展。

我国应组建机器人自动化装备产业集团。随着我国制造业的快速发展,国内对机器人自动化装备的需求越来越旺,国外大的机器人公司已纷纷进人中国市场。尽管总的说来我国的特种机器人性能价格比优于国外,但由于企业规模小,产品比较单一、批量小,缺乏足够的资金实力和企业间的协调能力,因此很难与国际大公司抗衡。我们只有成立具有一定规模的公司,增加投入,在提高产品质量的同时降低成本,创造品牌,才能形成企业的良性发展,在国际市场占有一席之地。

筹建中国机器人协会。现在我们国家拥有二级机器人协会、学会不少,但各个分会针对的重点不同,涉及的人员范围也不同,相互沟通不够,给人一种各行其事的感觉。如果能成立一个中国机器人协会,把现有的二级学会组织起来,通过学术交流、科普宣传、市场调查等活动普及知识、培养人才,推动机器人科学技术的研究和应用水平,将对我国的机器人事业大有裨益。

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中国工业机器人未来发展会怎样?它能不能大规模应用于生产,被市场所接受?这一直以来就是困扰很多人一个的问题。

中国工业机器人发展长期以来受限于成本较高同时国内劳动力价格低廉的状况,这种局面使得工业机器人应用面十分狭窄。但是随着中国经济近30年的持续快速扩张,人民生活水平不断提高,很多情况已经悄然间发生了变化,这些变化改善了工业机器人的使用环境。

加工制造业作为制造业体制最为灵活,发展最为迅速的部分,它对国民经济有着极大的影响。改革开放以来,加工制造业的发展经历了从80年代的“三来一补”到国内外厂商直接投资开办工厂并同时在国内和国外销售。但是这些在中国的投资和开办的工厂利用的只是中国充足和低廉的劳动力,而它所采用的技术和设备大多来自于国外。虽然劳动力近似无限的供应使得中国制造业在二十世纪末已经发展成为世界工厂。但是这种发展却埋下巨大的隐忧,世界工厂的发展依赖于劳动力能否充足供应。

经济持续的增强以及在中国推行了20余年的计划生育,中国劳动力供应格局到现在已经开始发生变化。中国劳动力市场逐步从“买方”市场转移到“卖方”市场,劳动力由供远大于求开始向供求平衡的方向发展。作为制造业主力的农民工也从早期的仅解决温饱问题到现在对薪资和工作条件提出了更高的要求。这种市场的变化使得很多劳动力密集行业中的企业为了提高劳动生产率所采用的依靠增加工人数量,延长工人劳动时间的方法反将使其成本越来越高昂,同时这种方法的使用也受到越来越多法律的限制和政策的阻碍。这种从企业微观层面到整个社会宏观层面的改变对于中国企业影响巨大,它促使企业认识到必须采取从改善机器设备入手,提高技术和资金的密集度以尽量减少用工量来应对这种改变。

随着劳动力过剩程度的降低,单个工人的成本上升、对于产品质量更高的要求以及国家对装备制造业的重视,工业机器人及技术在中国得到了政府和产业界的广泛重视。政府努力加快中国装备制造业尤其是工业机器人的发展,使用各种办法加大中国装备制造业在市场中占据的份额,并提供优惠措施鼓励更多企业使用机器人及技术以提升技术水平。产业界也开始重视工业机器人在降低劳动成本、减少劳动风险、提高产品质量中所起的巨大作用。正因为如此,最近几年国内越来越多的企业在生产中采用了工业机器人。不少企业通过采用工业机器人及技术满足了自己的要求,从而提高企业的竞争力。各种机器人生产厂家的销售量都有大幅度的提高。最近四年,很多企业在华的销售量甚至是前面十几年销售量的几倍。德国CLOOS公司在华焊接机器人销售量2000年以前为47台,2000年以后已经突破121台,销售量翻了近三倍。快速发展的工业机器人及技术正被大量应用于工业企业的技术提升。在未来,中国的工业机器人产业将作为一种在国民经济中占据重要地位的产业而存在。

国家863机器人技术主题自成立以来一直重视机器人技术在产业中的推广和应用,长期以来推进机器人技术提升传统产业,利用机器人技术发展高新产业。机器人技术主题不仅积极推动机器人产业化应用而且在普通人群中广泛普及机器人知识,增加人们对于各种机器人的了解和认识。使利用机器人技术提升我国工业发展水平,提高人民生活质量成为全社会的共识。

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1,基于符号的机器人学诞生与发展的简要历史

工程学科的一个共同点是:先有工程实践。机器人学的诞生也不例外,是随着工业机器人的诞生与发展而进行的,直至七十年代,工业机器人整个系统基本定型,发展主要在于单元器件性能的逐步改进。这时机器人学向深度和广度发展,成为一门非常综合和活跃的学科,这也是工程性质学科的另一个共同点:到一定时期,理论将超前于工程实践。George C. Devol于五十年代中期发明工业机器人,是可重复编程的PTP控制的操作手,和Jeseph F.Engelberger共同发展这一全新工具概念后,于1959年成立第一家工业机器人公司Unimation lnc.启发工业机器人发明的前期工作是二战中开始的主从控制的遥控机器人的开发,主要用于放射性物质的处理。

工业机器人发展的主要历史事件如下:

1954年:美国G.C.Devol,发明可编程机器人,专利号2988237

1959年:美国行星公司制造第一台商用机器人

1960年:美国Unimation公司成立

1970年:Victor Sheinman验证Starford Manipulator

1971年:日本工业机器人协会成立

1974年:美国Cincinnati Milaeron公司推出第一台小型机控制的机器人T3

1976年:Ralph Bolles发展了机器人编程语言AL

1978年:Unimation公司推出可用于装配的通用机器人PUMA

1978年:日本,牧野洋发明SCARA装配机器人

机器人学研究的主要事件有:

1954年:Denavit和Hartenberg(1954)提出用于表达空间杆件几何关系的一般方法,可用于解机器人正运动学

1962:Ernst(1962)和Boni(1962)分别研究带触觉和压觉传感器的机械手

1964:Uicker(1964)的博士论文研究了空间杆件的动力学

1968:Pieper(1968)的博士论文中用代数方法解逆运动学问题

1968:McCarthy(1968)在Stanford AI Lab研究带摄像机、麦克风的机器人,能根据人的指令发现并抓取积木

1971:Kahn和Roth(1971)研究机器人的最少时间控制

1972:Paul(1972)研究关节空间轨迹规划

1973:Bolles和Paul(1973)用装有视觉和力觉的Stanford arm完成水泵装配

1974:Bejezy(1974)研究机器人的动力学和计算力矩控制

1976:Bolles(1976)发展了机器人编程语言AL

1979:Paul(1979)研究了笛卡尔空间的轨迹规划

1979:Lozano—Perez和Wesley(1979)研究机器人避障问题

1981:R.P.Paul(1981)出版第一本机器人学课本,“Robot Manipulator:Mathematics,Programmings and Control”

这些事件的选择标准是该项研究开创性的。但是,虽然1954,1964二事件是机器人运动学和动力学的基础,但并不是专门为机器人学研究的。

1978年PUMA通用工业机器人的诞生可看作是工业机器人的成熟,直到现在,工业机器人的整个机械结构,驱动,控制结构,编程语言均和1978无本质差别。

1981年机器人学课本的出版标志着该学科的成熟,Denavit和Hartenberg(1954),Pieper(1968),Paul(1972),Bolles(1976),Paul(1979)等人的研究对工业机器人的成熟作用巨大。

由于学科发展的主要驱动力是求新求深,进入八十年代,机器人学的发展主要向广度和深度发展,主流也渐离工业背景。但由于机器人学是工程学科,太偏离实际肯定要受到制约,也即受到市场驱动力的制约,如那么多的机器人控制和智能方面的研究,但无一实用,这方面的研究肯定要萎缩。这几年,机器人学界意识到这一点(也即研究经费减少了),开始把注意力投向新的工程主题。基于行为的机器人学和生物机器人学将把机器人学推向新的发展时空。

2,基于符号的机器人学的主要研究内容

参照K.S.Fu等(1988)的经典机器人学课本,传统机器人学的研究内容为:

·运动学

·动力学

·轨迹规划

·操作手控制(包括位置与力控制)

·机器人传感器

·路径规划与任务规划

以上内容均在笛卡尔空间对机器人或环境用符号进行描述(关节空间可映射至笛卡尔空间),然后实施规划和控制,这部分机器人学称之为基于符号的机器人学是恰当的。另外机器人路径规划和任务规划是与基于符号的人工智能特别相关的部分,这部分内容也称之为智能机器人学或基于人工智能的机器人学,基于符号的人工智能引起的危机自然也是它的危机。

进入十年代后,机器人学向深度和广度发展的研究有:

·多机器人系统的运行学、动力学、运动轨划、控制和协调等问题

·冗余度机器人的运动学、动力学、运动规划和控制问题

·弹性机器人的运行学、动力学、运动规划和控制问题

·复杂环境中机器人的基于多传感器的信息处理与任务实现问题

向广度发展的研究为:

·移动机器人的结构、传感器、控制与任务规划等

爬行,步行,飞行,水下,轮式,履带式等等能移动的机器人均是移动机器人,够成非常丰富的研究内容,由于机器人在工作空间中移动,首要问题即是避障与导航。由于移动机器人需要具有在动态环境中的自主运动和作业的能力,另一术语自主机器人也主要指移动机器人。

由于移动机器人的工作环境(动态的,不确定的)与工业机器人的工作环境(结构化的)完全不同,也就需要新的理论,正是这方面的工程需要诞生了基于行为的机器人学及向生物机器人学的发展。

3,什么是基于行为的机器人学?

基于行为的机器人学反对抽象的定义,因此采用场景化、具体化的解释更适合该领域的哲学思想,下列表是基于行为的机器人学和基于符号的机器人学在各方面的比较。特征项基于行为的机器人学基于符号的机器人学

研究对象非结构化环境工作的自主机器人结构化环境工作的机器人

环境特点动态的、不确定的、复杂的确定的、预知的、简单的

传感信息的处理分布式直接处理,不抽象、不定义集中式融合处理,抽象、定义

对环境的处理无中心模型,无中心表达有模型,有中心表达

行为序列的产生行为序列由目标、操作场景和机器人之间的交互作用而突现产生根据给定的任务预先进行精确的规划

行为控制自组织、分布式中央控制或隐形中央控制

信息处理方式并行、计算量极小串行、计算量极大

任务实现由自组织行为和环境交互作用的突现行为实现

由算法实现

系统结构由行为模块并行组织,分层结构动态突现

由功能模块串行组织,结构固定不变

系统理论主要用语言表达,难以形式化,强调具体化、场景化证实主要用符号表达,便于分析,多用仿真

基于行为的机器人学的重要研究内容是系统结构而不是算法,基于行为的机器人在非结构化动态环境中的性能非常优越,用基于符号的机器人学设计的类似的机器人无法达到如下性能:

·高速度,高灵活性。在动态复杂环境中的移动速度可达到2米/秒。

·高柔性。迅速适应变化的内外部约束。

·高鲁棒性。可以承受局部损坏。

·高效性。软件代码可以是传统的几百分之一,硬件可以是传统的几十分之一。

·经济性。价格是传统的十几分之一。

·简易性。没有机器人学正规训练的人也能很快操作。

·可扩展性。很少改变原有系统便可增加性能。

·可靠性。分布式自组织并行工作,可靠性强。

4,生物机器人学,新的研究共同体

进入九十年代,机器人学研究中出现了许多新名称,如:基于行为的机器人学(Brooks,1991a),进化机器人学(Harvey,92),非笛卡尔机器人学(Gomi,1996),认知机器人学(Brooks,1997)等等。其中,进化机器人学主要研究当前环境行为进化,非笛卡尔机器人学和基于行为的机器人学研究类似的内容,认知机器人学是Brooks新提出的概念。因为Brooks一直领导着这个新的领域,有必要解释这个概念的背景。Brooks研究组研制基于行为的机器人取得很大成功后,(Brooks和Stein,1993)开始进行机器人的最高形式--仿人机器人的研究,主要是想实现其智能一步步累积的思想,更把研究面向人类认知问题,当时建立了很大的研究计划,至1996年底(Brooks,1997)报告了该计划的研究成果,显然,该计划从经费、技术和研究思想上遇到大挫折,目前还停留在单元模块的制造和研究上,在研究思想上,由于系统结构还是基于SA设计,由第三章的分析,根本是不会成功的。从技术上说,人从机体、感觉到大脑,远比想象的复杂,完全模拟人的行为,进一步拥有人的能力,还是长远的研究目标,从研究思想上,Brooks的智能累积思想(1991a)是行不通,一方面Brooks仍采用整体智能的概念,另一方面,智能的进化包含生物基础的进化,并不单纯是行为层次的增加。尽管如此,Brooks的研究计划引起世人注目,因为以前的类人机器人主要是机构的研究,最复杂是早稻田大学加藤一郎研制的会演奏钢琴的机器人,是传统控制方式的杰作,Brooks是第一个用基于行为的方法研制仿人机器人,已制成头眼手模块。德国GMD和日本东京大学也开始这方面的研究。虽然研究计划遭到挫折,但(Brooks,1997)提出了认知机器人学的概念,并把它作为基于行为的机器人学的进一步发展。他把身体形态、动机、一致性、自适应、发展、大脑机理等作为研究主题,可以看出,Brooks想把研究类人机器人作为基于行为的机器人的发展,他所说的认知机器人学即是对类人机器人的研究,也没有提出系统的理论,只是研究对象复杂了。

通过以上分析,进入九十年代,许多研究人员从生物学中寻找启发来开拓机器人学的新方向,主要推动力量是Brooks建立的包容结构理论,许多研究者也发现了包容结构的局限性,在它基础上很难再进行进一步的研究,上一章提出的GBA作出了很大的发展,GBA是一个开放的系统,在GBA的基础上,行为学习、行为进化等等均可以系统地进行研究,同时又面临许多新的问题,如更为有效的驱动系统、传感器,复杂学习问题,计算工具问题,思维问题等等,单一地面对某一问题,如,当前环境行为进化,或认知,都不利于机器人学新的发展,有必要把它们都统一到生物机器人学的范畴中,因为它们的思想基础都是统一的,另外,生物机器人学也不是基于行为的机器人学的发展,而是一种包容,以构成新的研究共同体,以深入、综合的视野拓宽机器人学研究的新时代。

生物机器人学的研究对象是:动态的不确定的环境中工作的自主、半自主的机器人。研究方法是:从生物系统的各个层次获得启发,动态平行应用从上向下和从下向上的研究方法,也即太极研究方法,更多地运用综合策略。

主要研究内容如下:

(1)仿生物机构、驱动器、传感器

(2)仿生物计算工具

(3)系统结构与智能结构

(4)意识、动机、情感、成长、相互作用、技能、语言、学习、知识、知觉、行为实现、思考等认知能力

(5)系统设计与制造

这样,生物机器人学就有了明确的指导方向,包容性也很大,如(Harvey,1992)提出的进化机器人学主要研究认知能力中的成长问题,采用动态神经网作为计算结构和工具,认知机器人学也主要针对认知能力中的几个因素。需要指出的是系统结构和智能结构是生物机器人学的基础,认知能力也需要在这个基础上实现。基于行为的机器人学主要研究了系统结构以及行为实现和相互作用问题。显然,生物机器人学能把已进行的该方向的所有领域都包容进来,并能促进和指导进一步的研究,同时避免犯局部性的错误。特别是,在研究方法上得到了和谐统一,一味从下向上的还原主义的研究方法容易犯机械论的错误,如目前发展的神经网络,难以产生高层行为,一味从上向下的研究方法容易脱离实际,如基于符号的机器人,难以适应环境。

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