服务机器人技术的飞速发展(下)

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本周二小编为大家介绍了服务机器人技术飞速发展(上),里边的内容新颖有料,接下来就跟随小编一起来回顾一下上篇内容的三个小标题吧~~~~~

1 1961年首次使用了工业机器人

2 电力驱动带来的新用途

3 简单危险环境中使用的机器人

回顾完毕,那么接下来就跟随小编一起开始今天的内容吧!



家庭私用的和专业用的服务型机器人


服务型机器人凭借其强大的性能以创纪录的速度征服了家庭和公共领域中的用户。国际机器人联合会IFR的最新的世界机器人报告指出:专业用途的服务机器人销售额已经增加到了66亿美元。这部分机器人的销售总数量(2017年内)增加了85%。IFR协会预测的2018年至2021年间的销售收入累积约460亿美元。增长动力源于物流、医药和现场服务。

医用机器人也是服务型机器人中具有巨大增长潜力的机器人类型。最重要的应用就是机器人支持的外科手术、或者是帮助医生治疗患者和残疾人行动以及改善他们身体和认知功能的治疗机器人、康复机器人。在医院中,服务机器人也被用来自动运输货物。这就能够明显的降低医院的物流人员成本、降低错误交付的风险。


服务机器人技术的飞速发展(下)

图1 S-2型机器人的历史可以追溯到日本FANUC公司成立海外合资公司GMF Robotics公司成立的时间



智能化和更加灵活的服务机器人


随着服务型机器人销售量的节节攀升,服务机器人越来越智能化,使用方法越来越多样化。有霍伦霍夫IPA研究所研究出来的服务型机器人已经被命名为Care-Obot,上市的产品已经是第四代了。Care-Obot是家庭环境中主动支持家庭住户的移动式机器人助手了。它是上世纪90年代研发的产品,当时的原型机由移动基础平台和可以旋转、摆动的触摸屏组成,具有与人类直接交流沟通的能力。它能安全可靠的在人群中穿梭运动,执行一些简单的运输任务。

它的继任者则聪明多了,能够完成的任务也多了,并能够承担智能助行器的任务。第四代新版本的Care-Obot服务机器人则采用了模块化结构设计,比其老前辈们有着更高的使用灵活性和更高的性价比。这款服务机器人可以有或者没有手臂,根据具体配置可以设置成不同应用的机器人平台。据霍伦霍夫IPA研究所介绍,对于服务机器人来讲社交礼仪非常重要。Care-Obot 4型服务机器人头上的显示屏能够根据具体情况显示多种不同的表情。如果说过去的老型号服务机器人设计的像一个保守的管家,那么它的继任者则是一位有礼貌、态度友好和富有同情心的知心管家了。

服务机器人不仅赢得了机器人技术领域业内专家的好评,而且在私人应用领域中也成为很受欢迎的家庭保姆。它们能够修剪草坪,在房间里吸尘,清洁窗户,几乎完成了家庭主妇三分之二的任务。其他类型的服务机器人还有娱乐机器人和聊天机器人。

服务机器人技术的飞速发展(下)

图2 外骨骼不会产生超人的力量,但会保护穿戴者完成一些有危险的运动

在服务机器人迅速发展的同时机器人技术领域也出现了一些非常重要的变化,标志着Cobo机器人的成熟。随着Cobo服务机器人的出现原来的安全保护围栏突然消失的不见踪影了,人与协作机器人“手拉手”的一起工作了。2018年12月丹麦供应商Linatex公司出售了第一台优敖公司研发生产的Cobo UR5型机器人。为了给企业中的CNC数控机床上料,Linatex公司做了一件至今难以想象的事情,没有按照工业标准的要求将机器人安装的安全保护的围栏之中,而是让它直接“站在”操作者身旁。Linatex公司没有让企业外部经验丰富的编程专家来编写机器人的控制程序,而是让一位没有编程经验的操作者在机器人触摸屏上编程。优敖公司将Coto UR5型机器人定义为工业自动化的全新参与者,为机器人技术领域开辟出了一片全新的天地,瞄准了过去因价格成本太高、使用操作太复杂而望“机”兴叹的中型企业。2013年库卡公司更新了全球第一台工业级轻型机器人LBR iiwa。1995年,LBR的I轻型机器人开始了在德国航天中心DLR机器人和机电一体化研究所的历史使命。与2000年推出的LBR II型机器人一样,它也是一个纯粹的科研系统。这两代轻型机器人研究所得到的经验都融入到2003年推出的第三代机器人LRB III型中了。




库卡公司获得了许可授权


在德国航天中心DLR的研究的LBR III型机器人技术成熟之后于2004年将这一机器人的生产许可权授予了库卡机器人有限责任公司。在这一授权基础上,库卡公司开发了Kuka LBR 4(2008年)和Kuka LBR 4+(2010年)以及最后的Kuka LBR iiwa(2013年)。通过非常高敏感性的LBR iiwa机器人,使得机器人可以和人类一起合作、共同完成一些高敏感性的任务了。

为了能让机器人和操作者共享工作空间,就必须满足很高的安全要求,无论如何都要避免出现人身伤害事故。因此,MRK人机协作的四个基本原则被写进了EN ISO 10218标准“工业机器人安全要求”第一部分和第二部分,以及ISO/TS 15066标准“机器人和机器人设备-协作机器人”中。与安全有关的这四个基本原则是安全的静止状态监控(机器人停止运动,人员进入机器人的工作空间直至人员离开机器人工作空间)、手动控制(操作者用合适的方式引导、控制着机器人的运动)、速度和距离监控(由机器人避免自己的运动与人员发生接触)和功率及力度限制(将机器人作用人员身体的接触力限制在无害的水平上)。因此,贯彻落实MRK人机协作四大原则的开始总是风险评估。安全保护方案是多方面的,从传感器到敏感的皮肤都在保护之列。由于机器人只能控制自己的运动、不能控制向自己冲撞而来的运动,因此碰撞不是都能避免的。为了防止不可避免的碰撞带来严重的伤害,应将碰撞伤害降低到几乎不可察觉的程度。为此,机器人生产厂家们都非常严格的单独制定有效的安全保护方案。例如优敖公司就是通过对机器人各个运动轴驱动电机的检测来限制力的大小,FANUC公司则在其五种CR系列的协作机器人中用安装在机器人底座中的一个力-扭矩传感器来替代各个关节处的传感器了。

Comau公司推出自己开发的Aura(高级用途机器人手臂)的创新性解决方案。这种拐臂式机器人解决方案首次实现了高性能协作机器人与人类操作者之间的合作。凭借六个安全等级和模块化的方法,Aura拐臂机器人支持操作者执行手动操作任务,并且保证了人与机器人之间没有任何隔离物完全贴近机器人操作时的绝对安全。

Bosch公司按照类似的安全保护原理设计了被称之为Apas运动助手的协作机器人。凭借其传感皮肤,这种机器人能够自动的识别到正在走进的人类同事。在它的人类同事还没有碰到它之前,Apas协作机器人就会停止运动,完全不会相互接触。一旦它的人类同事远离了协作机器人,Apas机器人就会自动的恢复其原来的工作。谁认为协作机器人或者服务机器人已经达到了人与机之间的距离达到了最小的程度,那么机器人外骨骼就将是他的科学幻想了。其实,很长时间以来在工业领域中就已经有了可穿戴的机器人了。可以说,可穿戴的机器工作服主要是机动的肌肉和关节,它有助于工人的运动、帮助工人提升重物、帮助他们搬运和爬楼梯。外骨骼技术领域的专家、奥格斯堡市的Germen Bionic公司的专家经过6年时间的潜心研究终于在2018年年初开始了外骨骼产品的大批量生产。被命名为Cray X的可穿戴机器人是专门针对手工搬运物资、使用工具而设计的,在搬运重物时可以有效的减少腰背部承受的压力。虽然外骨骼和外关节不会产生强大的超人力量,但它却将人类的智慧与机械力有机的结合到一起了,有效的支持和帮助机器人工作服的穿戴者运动、降低与工作有关的事故、减少过度劳累引发的疾病。


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原文始发于微信公众号(MM现代工业机器人):服务机器人技术的飞速发展(下)


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