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【重磅】破局工业七轴机器人发展

导读: 近期,国际知名机器人厂商纷纷发布七自由度工业机器人产品,这引发了我们的思考。七轴工业机器人从上世纪七十年代末逐步发展至今,为工业自动化的推进起到了重要的作用。由于具备其独特的技术优势,因此其相关产品动向更值得我们深入研究。

  近期,国际知名机器人厂商纷纷发布七自由度工业机器人产品,这引发了我们的思考。七轴工业机器人从上世纪七十年代末逐步发展至今,为工业自动化的推进起到了重要的作用。由于具备其独特的技术优势,因此其相关产品动向更值得我们深入研究。

  众所周知,目前较先进的传统机器人一般最多具有六个自由度,其中,前三个自由度引导夹手装置至所需的位置,而后三个自由度用来决定末端执行装置的方向。在三维空间内,刚体需要六个独立参数确定其位姿,因此,机器人的任务空间最多需要六个自由度就足够了,一般不要求机器人具有六个以上的独立自由度,而过多的自由度就会产生冗余自由度。

  冗余度机器人,是指含有主动关节数多于完成某一作业任务所需的最少自由度数的一类机器人。其实,如上文所说,六个自由度是具有完成空间定位能力的最小自由度数,而增加的自由度便可改善机器人相关的运动学和动力学特性。

  虽说真正产品化的七自由度工业机器人与传统的六自由度,甚至更少自由度的工业机器人相比,无论是从产品种类,还是销售占比差距都十分明显。但正是由于其拥有有别于非冗余自由度机器人的冗余特性,使得七自由度的机器人优于六自由度机器人,而成为人们关注的焦点,也使得对冗余度机器人的研究变得日趋重要。

  七轴机器人广泛用于医疗、深海、遥操作等应用场合中。虽说冗余自由度机器人在工业的应用场合远不如医疗机器人特种机器人的需求那么大,可就在近期,各机器人厂商纷纷发布最新的人机协作机器人,它们几乎全部都采用七个轴的冗余自由度工业机器人。国际知名机器人厂商纷纷发力,推出七轴机器人新产品,以抢占高端新市场,这更引发了我们对于七轴工业机器人的深入思考。

  机器人历史沿革中,七轴工业机器人经历了怎样的曲折发展?冗余的自由度能够为机器人带来哪些好处?存在哪些研发难点?近年来国际上发布了哪些工业七轴机器人产品?我国的产业布局又是如何?这些问题可在本文窥见一斑。

  我国研发始于20世纪90年代初期

  上世纪70年代末80年代初,为了更好地解决空间技术难题和先进制造的需要,国外科研人员开始对冗余自由度机器人进行研究。1979年,东京大学便研制了UJIBOT七轴机器人操作手;1987年,日本MITI机械工程实验室研制了七轴直接驱动型机器人操作手;美国的RoboticsResearch公司于1987年更是开发出有两个七自由度机器人和三自由度组成的机器人系统。

  我国对于七轴机器人的科研工作始于20世纪90年代初,而当时项目的领军人物正是我国已故的著名机器人技术专家、中国工程院院士张启先,而张启先院士的主要贡献之一便是完成了七自由度冗余机器人样机的研制。

 

  上世纪80年代末,由于研制难度及其之大,国际上研制出七自由度冗余机器人样机的国家寥寥无几。而张启先院士率领课题组经过几年的艰苦拼搏,在1993年年底完成了首台七自由度冗余机器人样机的研制,并一次通过“863”课题验收和部级鉴定。

 

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