1引言

現(xiàn)今的機(jī)器人科學(xué)技術(shù)已獲得了飛躍性的發(fā)展。機(jī)器人已成為可與人類互動(dòng)的助手，而不再是只能執(zhí)行明確預(yù)設(shè)程序的機(jī)器；它不需要再被禁錮在隔離屏障或光柵后，而是可以自由移動(dòng)，同時(shí)還不會(huì)威脅人身安全。好萊塢影片“鐵人”已提前向我們展示了這類機(jī)器人。在影片中，主演小羅伯特·唐尼身邊便有這樣一臺機(jī)器人臂。作為他的助手，這臺機(jī)器人臂可根據(jù)他的需要為他拿著焊錫，也可以自行擰螺絲或?qū)⑺枰墓ぞ哌f給他。

2包裝在人造皮革內(nèi)的機(jī)器人

上述場景很快便會(huì)成為現(xiàn)實(shí)，這同時(shí)也是F&PRobotics這家年輕的瑞士公司的努力方向。該公司的20名員工共同研制出一臺機(jī)器人，它的出現(xiàn)可能徹底改變?nèi)祟惻c機(jī)器之間的勞動(dòng)關(guān)系。這臺機(jī)器人臂的標(biāo)準(zhǔn)尺寸為1.1m高，作業(yè)半徑為80cm，并配備有六個(gè)自由度。這臺P-Rob（即Personal-Roboter，個(gè)人機(jī)器人）采用鋁質(zhì)結(jié)構(gòu)，其外層包裹著高級人造皮革套，給使用者一種舒適的感覺。“我們希望通過P-Rob將個(gè)人機(jī)器人提高到一個(gè)全新的水平”，F(xiàn)&PRobotics的首席執(zhí)行官HansruediFrüh如是說。他對該機(jī)器人的應(yīng)用范圍已經(jīng)有了清晰的想法：實(shí)驗(yàn)室及工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域?qū)?huì)是這種機(jī)器人大顯身手的合適場所。“在這些地方，機(jī)器人可以操作容器或試管，或者用于質(zhì)量控制”。結(jié)合新開發(fā)的軟件，它還可以識別、抓取并操控物體，同時(shí)還能夠感知周圍環(huán)境，這樣在有人靠近時(shí)，就能作出正確的反應(yīng)。如圖1所示。

圖1 配備六個(gè)自由度的P-Rob 1R（右）和它的小兄弟1U

3機(jī)器人能夠具體情況具體分析，并采取它認(rèn)為最適當(dāng)?shù)膽?yīng)對措施

按照F&PRobotics公司的思路，這僅僅是一個(gè)開始。在不久的將來，P-Rob就可以與其它機(jī)器人臂或與人類互動(dòng)合作，并能夠識別人類的社交行為，從而成為能自主工作的機(jī)器。“我們的機(jī)器人能夠具體情況具體分析，并采取它認(rèn)為最適當(dāng)?shù)膽?yīng)對措施”，HansruediFrüh說。舉例來說，這種機(jī)器人將來能在生產(chǎn)線上自行排除故障而且不會(huì)關(guān)機(jī)，而不像現(xiàn)在，一遇到意外情況就關(guān)機(jī)。HansruediFrüh還想像得到在未來的五至十年內(nèi)，他的機(jī)器人將被用于完成家務(wù)、烹飪食物或執(zhí)行其它工作。“我們的想法是制造一種智能型互動(dòng)機(jī)械臂，它既安全又可靠，不是被當(dāng)作機(jī)器，而是被看作助手或朋友。”如圖2所示。

圖2 機(jī)器人的頭部可以裝配各種夾具

4無刷DC電機(jī)確保動(dòng)作精準(zhǔn)

F&PRobotics公司采用麥柯升的無刷直流驅(qū)動(dòng)裝置來驅(qū)動(dòng)機(jī)器人臂。P-Rob的關(guān)節(jié)和夾具中采用了多達(dá)八臺直徑45mm和90mm、功率70W和90W的EC盤式電機(jī)。這種電機(jī)力量大、結(jié)構(gòu)緊湊，而且散熱性好，是機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的最佳解決方案。“我們認(rèn)為，這種電機(jī)的扁平結(jié)構(gòu)正是其最大的優(yōu)勢”，HansruediFrüh說。與麥柯升傳感器組合使用，這種盤式電機(jī)還可以用作極佳的測力計(jì)，因?yàn)楦鶕?jù)驅(qū)動(dòng)裝置內(nèi)的電流強(qiáng)度可以很容易地測定轉(zhuǎn)矩?？刂坪唵?、便于操作是這家年輕的瑞士公司最為關(guān)注的問題。P-Rob只需要一臺筆記本電腦便足以進(jìn)行操控和編程，也正是這一點(diǎn)引起了許多潛在客戶的興趣?，F(xiàn)在，這種新型機(jī)器人臂的第一批項(xiàng)目已經(jīng)啟動(dòng)，其它項(xiàng)目也會(huì)很快跟進(jìn)。毋庸置疑：未來的工業(yè)和家庭生活將會(huì)越來越多地受到人類與機(jī)器人的互動(dòng)合作的影響。F&PRobotics公司與maxonmotor公司則走在了這種發(fā)展趨勢的前端。