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多臂协作机器人助推制造进入“分享经济”时代
目前，中国正在发展工业制造2025，也就是德国的工业4.0，适应这种新形势是所有工业领域的人面临的问题。智能制造需要心灵手巧的多臂机器人，心灵手巧的机器人是网络化制造的智能引擎，网络化的立体制造是中国工业制造的新模式。
现在工业机器人在中国有四大家族一说，瑞士的abb、德国的库卡、日本的发那科和安川电机占据了中国的主要市场。中国很多人在发展工业机器人，都想占领这个重要市场，但是我们做工业机器人的都知道，真正的工业机器人技术、智能机器换人是百分之三十，百分之七十的工作工业机器人还不能做。为什么？现在所谓的工业机器人实际上是一个Manipulator，就是一个工业机械臂，它没有手，更没有人的这种智慧。所以说要想让工业机器人在中国大力地发展，真正能够代替人去做那些目前工业机器人不能做的工作，必须发展心灵手巧的双臂机器人和多臂机器人。
什么是“心灵”？心灵就是我们的智慧、逻辑思维、判断、学习和决策能力。什么是“手巧”？就是我们的手根据我们的感觉做出的及时行动，以及根据我们的直觉和经验加上大脑的逻辑判断三个层次形成的。人的手巧既是手的柔性运动，也是人的直观感觉，还是人的经验，就是我们所说的诀窍，你很难把它说清楚，但是有的人就是做得那么巧，有的人就做不巧，所以不是单纯的人工智能。要想发展工业机器人，必须发展“心灵手巧”的机器人。
心灵手巧的机器人有多少？最简单的就是双臂机器人，就像人一样工作，但是作为一个智能机器人来讲，我们可以仿造动物界的多臂多足。我们认为未来的机器人可以有双臂和三臂的工业机器人，未来也可能有人做得更多，包括全工位的双臂机器人，一个机器人可以做八个工位的工作。
一个心灵手巧的机器人分为三个层次：执行端就像人的小脑，有及时的执行功能，一旦你的手感知到了你的物体，眼睛看到的以及大脑及时的反应，这个层次是一个智能的反馈。把这个叫做自组织智能闭环，也是我们心灵手巧机器人最底层、最及时、最迅速的反应。
这是操作者和机器人进行互动的时，会从人的视觉进行观察，得到需要校正的环境变化，只是机器人内部调整控制的策略以及目标，这就是把人的智能和机器进行了协同，把智能放到机器进行循环，再把信息传送到自动线，然后根据人的要求再进行闭环和调整，这个就是网络智能闭环。我们一个车间和一个工厂不可能只有一个机器人，因此机器和机器之间的互动、自动线和自动线的互动、人和机器的互动、操作者和管理人员的互动才是工厂车间完成一个产品的加工、制造、装备以及作为产品送出去。这个过程里面我们就有最底层的执行智能，还有中间的网络智能，以及把所有的互动网络化以后，最高层的云制造平台对这些智能的综合，形成了我们最佳的调度、优化、控制以及进化的功能、传递到各个网络的各个部分，也是他们大伙协调一致的工作，这个就叫做群智智能闭环。我们工厂的机器人不光是操作者，还有车间主任机器人和公司领导总裁机器人，也有更高的管理机器人，人和机器之间的协同工作车间才真正叫做智能工厂车间。可以看到这两个车之间是有协同的，要么就撞车了，就是你做两个工作我做两个工作，这种分配是经过他们之间相互的交流、通讯以及分类来进行。
未来机器人的发展将会根据专业化进行分工，研发出执行机器人、管理机器人、决策机器人等不同类别的机器人，与3D打印、工业VR等充分结合，使多臂机器人成为打造智能网络制造的新模式，实现机器与人的完美协同、共存共享，形成一个分享经济的时代。
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上世纪60年代，随着工业化的大生产，日本、美国率先研制出适应于汽车生产线的机器人，主要完成焊接、喷涂等繁重危险的工作。40多年来，机器人工业发展迅速，在 第一代工业机器人的基础上，第二代机器人广泛应用。目前我国已研制出第三代智能机器人，其性能和国外同等产品一样，已占有一定比例的市场。并将在世界市场上与国外 产品展开激烈竞争。示教再现机器人,录返机器人,离线编程机器人,顺序控制机器人,机器人控制系统,轨迹控制机器人,适应机器人,移动机器人,机械结构,机器驱动器,末端执 行器,关节结构,笛卡儿坐标机器人,龙门机器人,圆柱坐标机器人,机器人手臂,极坐标机器人,球坐标机器人,摆动机器人,拟人机器人,关节机器人,脊柱式机器人,并联机器人, 位姿机器人,高层货架,巷道堆垛起重机,有轨堆垛机,入出库输送机系统,自动化控制系统,计算机仓库,集成化仓储,直角坐标码垛机器人,6自由度机器人,六自由度机器人,4自 由度机器人,四自由度机器人,关节机器人坐标，机器人制造厂,机器人关节设计,机器人关节电机,机械臂,机械手设计,助力机械手,注塑机机械手,工业机械手,机械手配件,气 动机械手,自动化生产线机械手,焊接机械手,小型机械手,机械手臂,垂直机器人手臂,三坐标堆垛机器人,机器人码坯系统,全液压重载搬运机器人,大米自动码垛机,机器人设计 制造,涂胶机器人控制系统,蒸汽机器人出装,栈板堆垛机器手,喷漆机器人,涂装机器人,汽车涂装,多机器人协调,机器人运动平台,移动机器人,机器人移动平台,铸造自动化,浇 铸自动化,熔模铸造机器人,自动夹具，造型机器人,制芯机器人,清理机器人,去毛刺机器人,压力机调型机器手,压力机调型机器人,调型机械手,高速分拣机器人,并联机器人, 药品分拣机器人,食品分拣机器人,装盒机器人,装箱机器人。 1) 机械手 (Manipulator) 也可称为操作机。具有和人臂相似的功能，可在空间抓放物体或进行其他操作的机械装置。气动机械手,高速包装,飞行模拟器,并联机床,微操 作机器人,力传感器,运动模拟器,高速生产,高速包装线,高速组装线机器人,高速分拣,高速机器人,蜘蛛抓手,高速装箱机,智能装箱机,快速喷涂系统,分拣机器人,自动化输送, 包装设备,自动包装设备,自动包装机械,真空包装机,开箱机,纸盒成型机,贴标机,收缩机,封箱机,捆扎机,打包机,码垛机,卸箱机,卸瓶机,库卡机器人,缠绕机,装箱机,装盒机, 纸片装箱机,包装搬运机器人,高速智能机器人,装配机器人,全自动装配,自动化装配生产线,自动装配流水线,自动化流水线,自动化装配,机器人自动码垛系统,码垛机械手,码 垛机器人,堆垛机械手,码垛机械手,机械手码垛机,机械手抱具,点胶机,点锡机,自动点胶机,点油机械手,汽车喷水器机械手灌胶,自动灌胶机,机械手灌胶机,自动点胶机,自动 灌胶机,点胶机械手,真空灌胶设备,多联吐点胶机,桌面点胶机,自动灌胶机,优质灌胶机,冲压机械手,助力机械手,注塑机机械手,焊接机械手,工业机械手,冲床机械手,微型机 械手,机械手吸盘,双臂机械手,单臂机械手,电动机械手,臂,启动机械手,臂,双臂机械臂,单臂机械臂,多臂机器人,多臂机械手,单轴机械手,机械手,助力机械手,悬臂吊,上下料 机械手,自动机械手,平衡吊及安装悬,真空搬运真空吸,搬运机械手,真空吊具,真空吸吊机,定位夹具,工装夹具,快速夹具,机床夹具,车床夹具,气动夹具,机械手夹具,电控夹具 ,机器人治具夹具,自动化冲压机器人, 2) 驱动器 (Actuator) 将电能或流体能转换成机械能的动力装置旷 3) 末端操作器 (End Effector) 位于机器人腕部末端、直接执行工作要求的装置。如夹持器、焊枪、焊钳等。 4) 位姿 (Pose) 工业机器人末端操作器在指定坐标系中的位置和姿态。直线运动机器人,三轴机器人,六自由度机器人,上下料机器人,上下料机械手,拆包机器人,搬运机 器人 5) 工作空间 (Working Space) 工业机器人执行任务时，其腕轴交点能在空间活动的范围。 6) 机械原点 (MechanicalOrigin) 工业机器人各自由度共用的，机械坐标系中的基准点。 7) 工作原点 (Work Origin) 工业机器人工作空间的基准点。 8) 速度 (Velocity) 机器人在额定条件下，匀速运动过程中，机械接口中心或工具中心点在单位时间内所移动的距离或转动的角度。 9) 额定负载 (Rated load) 工业机器人在限定的操作条件下，其机械接口处能承受的最大负载 ( 包括末端操作器 ) ，用质量或力矩表示。 10) 重复位姿精度 (PoseRepeatability) 工业机器人在同一条件下，用同一方法操作时，重复／ t 次所测得的位姿一致程度。 轻型轨道机器人手臂,机器人设计,机器人公司,机器人系统,机械手设计,机器人制作,六轴关节机器人 11) 轨迹重复精度 (PathRepeatability) 工业机器人机械接口中心沿同一轨迹跟随／ x 次所测得的轨迹之间的一致程度。 极端环境机器人,栈板堆垛机器手,自动卸砖码垛 机,无人化生产线. 12) 点位控制 (PointToPointContr01) 控制机器人从一个位姿到另一个位姿，其路径不限。 13) 连续轨迹控制 (Continuous PathContr01) 控制机器人的机械接口，按编程规定的位姿和速度，在指定的轨迹上运动。 14) 存储容量 (Memory Capacity) 计算机存储装置中可存储的位置、顺序、速度等信息的容量，通常用时间或位置点数来表示。 15) 外部检测功能 (External MeasuringAbility) 机器人所具备对外界物体状态和环境状况等的检测能力。码垛机械臂 16) 内部检测功能 (Internal MeasuringAbility) 机器人对本身的位置、速度等状态的检测能力。 17) 自诊断功能 (SelfDiagnosisAbility) 机器人判断本身全部或部分状态是否处于正常的能力 栈板机器人,龙门机器人,曲轴搬运机械手,三坐标机械手,龙门机械手,直角坐标机械手,机器人手臂,大型机械臂,三坐标码垛机器人,搬运机器人,并联机器人,机器人安装,机器 人调试,机器人维修,机器人培训,机器人厂家,机器人公司,机器人研究所, 1.机械人研究的特点和方向 ①上世纪90年代初开发的适应窄小空间、快节奏、360°全工作空间范围的垂直关节型机器人大量应用于焊接和上、下料。 ②大型、超大型机器人应用于汽车、建筑、桥梁等行业。 ③CAD, CAE等技术普遍应用于设计仿真和制造中，加快了机器人工业的发展。 机器人生产厂家,机器人厂家,机器人公司,机器人生产厂,码垛机器人动力学,现代化立体仓库,立体库房,自动立体仓库,机器人精确定位,直角坐标机器人,修直角坐标机器 人,设计直角坐标机器人,直角坐标机器人厂家,三坐标机器人,三坐标机器人厂家,修三坐标机器人,水平多关节机器人,水平多关节机器人厂家,机器人生产厂家,机器人厂家,机 器人公司,机器人生产厂,垂直多关节机器人,平面关节型机器人,三轴坐标机器人,空间坐标机器人,三轴联动机器人,XYZ三轴悬臂滑台,三轴组合机械手,直角坐标机器人,XYZ三 轴悬臂滑台,三轴组合机械手,三轴机械手臂,三轴直线平台,xyz三轴模组,精密线性模组,多轴线性机械手臂,单轴线性机械手臂,并联虚拟轴机器人, 2.控制技术 ①采用32位、64位CPU，控制轴数多达27轴，CNC、离线编程技术被广泛应用。 ②总线技术的利用使协调控制技术日趋成熟，实现了多手与变位的协调及同步控制。 ③开放式结构的控制系统已成为一股潮流，成本低且具有标准现场网络功能。 移动机器人,多机器人协调,机器人移动平台,机器人视觉识别, 3.驱动技术 ①上世纪80年代发展起来的AC伺服驱动已成为工业机器人的主流驱动技术。 ②新一代伺服电机和先进伺服驱动控制器已形成完美结合。 4.应用智能化的传感器装有视觉传感器的机器人数量增长很快，结合了图像处理技术，完成了简单的智能化。 5.通用机器人编程语言发展迅速，已有多家公司开发出自身的机器人编程语言。 6.工业总线、网络通讯如CAN、工业以态网等广泛应用于工业机器人领域。 7.高速度、高精度、多功能化发展。智能机器人控制系统,全自动码垛机器人,工业机器人控制 8.集成化、模块化、系统化。车载换电站,移动式换电站,机器人换电系统,全自动换电车 二.我国机器人工业的发展现状 我国的工业机器人从上世纪50年代“七五”科技攻关开始起步，在国家的支持下，通过“七五”、“五”科技攻关，目前已基本掌握了机器人的设计制造技术、控制系 统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人，其中有130多台套喷漆机器人在20余家企 业的近30条自动喷漆生产线站上获得规模应用。弧焊机器人也已应用在汽车制造厂的焊装线上。自动化设备开发,数控机床,机器人设计,自动化立体仓库,码垛机,巷道堆垛机, 数控产品,工业控制系统,工业软件,仓储物流软件 但总体来看，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外相比还有一定的差距，如可靠性低于国外产品；机器人应用工程起步较晚，应用领域狭窄，生产线系 统技术与国外相比仍有差距；在应用规模上，我国已安装的国产工业机器人约200多台，仅占全球已安装台数的万分之四。形成以上现象的主要原因是没有形成机器人产业， 当前我国的机器人生产都是迎合客户的要求，即“一个客户，一次重新设计”，品种规格多，批量小，零部件通用化程度低，供货周期长，成本高，而且质量和可靠性不稳定 。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术，对产品进行全面规划，完善系列化、通用化、模块化设计，积极推进产业化进程。 分辨率高速分拣机工作温度15工作电压220品牌1dst产地1d黑龙江省哈哈尔滨斯坦机器人自动化工程有限公司手机：固话：8传真：8（联系我时,请说在网络114看到的,谢谢！）地址：黑龙江省哈尔滨市香坊区江省哈尔滨市香坊区三大动力23号&手机拍摄二维码电子名片
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多臂手术机器人效能优化研究及虚拟仿真系统构建
【摘要】：多臂手术机器人性能优越但结构复杂,其术前摆位问题直接关系到性能发挥与手术安全。故多臂手术机器人的术前摆位问题至关重要。然而,目前的术前摆位大多依靠医生的经验完成。该方法需要医生经过专业训练,且受到医生的手术习惯等主观因素影响,给手术带来了风险。为此,本文提出一种基于多臂手术机器人效能的术前摆位优化方法,并建立虚拟手术机器人仿真系统,通过虚拟仿真及虚实融合技术开展多臂手术机器人的术前摆位实验研究。本文分析了多臂手术机器人机械臂的结构特点,确定了术前摆位优化变量。将手术空间划分为若干子工作空间,依据手术热点将各子工作空间赋予不同权重。本文建立了三种手术机器人效能指标,并依此建立了三种优化目标函数。建立了表征单条机械臂灵巧度的全局各向同性优化函数,表征多条机械臂协同操作能力的多臂协作能力函数,以及为防止腔外机械臂发生干涉的多臂最大距离函数。本文将术前摆位优化视为有约束条件的最优化问题,提出了一种结合粒子群优化和高斯过程的全新算法。利用粒子群算法开展每一步迭代优化。在每一步迭代过程中,高斯过程回归用来预估全局最优值。通过不断迭代最终获得手术机器人的最佳术前位姿。本文分析了多臂手术机器人持镜臂和持械臂的全运动学。将主操作手与执行机构末端形成映射,对机械臂和末端执行机构建立全运动学模型。在此基础上,建立了多臂手术机器人的虚拟仿真系统。进一步实现真实手术机器人与虚拟手术对象的虚实融合。本文针对上述内容开展了实验研究。首先探究了虚拟仿真系统中虚拟手术机器人运动的正确性。借助机器人虚拟仿真系统验证了基于粒子群-高斯过程算法的术前摆位优化方法的有效性。进一步通过真实机器人再现了术前摆位的优化结果,并在此基础上基于机械臂多臂协调效能验证了优化结果的合理性。在虚实融合辅助的术前摆位实验中,使用真实的手术机器人操作虚拟微器械介入虚拟人体模型,进一步展现了术前摆位优化结果。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2016【分类号】：TP391.9;TP242
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