一、前言：

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二、機(jī)器人技術(shù)：

機(jī)器人學(xué)是計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程的跨學(xué)科分支派桩。機(jī)器人技術(shù)涉及機(jī)器人的設(shè)計(jì)构诚、建造、操作和使用铆惑。機(jī)器人技術(shù)的目標(biāo)是設(shè)計(jì)可以幫助和協(xié)助人類的機(jī)器范嘱。機(jī)器人集成了機(jī)械工程、電氣工程员魏、信息工程丑蛤、機(jī)電一體化、電子學(xué)撕阎、生物工程受裹、計(jì)算機(jī)工程、控制工程虏束、軟件工程名斟、數(shù)學(xué)等領(lǐng)域。

機(jī)器人分類：

機(jī)器人技術(shù)開發(fā)的機(jī)器可以替代人類并復(fù)制人類行為魄眉。機(jī)器人可以在許多情況下用于多種用途砰盐，但如今許多機(jī)器人用于危險(xiǎn)環(huán)境（包括檢查放射性物質(zhì)、炸彈檢測和停用)坑律、制造過程或人類無法生存的地方（例如岩梳，在太空囊骤、水下、高溫下冀值，以及清理和遏制有害物質(zhì)和輻射）也物。機(jī)器人可以采取任何形式，但有些機(jī)器人的外觀與人類相似列疗。據(jù)稱滑蚯，這有助于機(jī)器人接受通常由人執(zhí)行的某些復(fù)制行為。這種機(jī)器人試圖復(fù)制行走抵栈、舉重告材、說話、認(rèn)知或任何其他人類活動古劲。今天的許多機(jī)器人都受到大自然的啟發(fā)斥赋，為仿生機(jī)器人領(lǐng)域做出了貢獻(xiàn)。

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某些機(jī)器人需要用戶輸入才能操作产艾，而其他機(jī)器人則自主運(yùn)行疤剑。創(chuàng)造可以自主操作的機(jī)器人的概念可以追溯到古典時(shí)代，但對機(jī)器人功能和潛在用途的研究直到20世紀(jì)才大幅增長闷堡“欤縱觀歷史，各種學(xué)者杠览、發(fā)明家弯菊、工程師和技術(shù)人員經(jīng)常假設(shè)機(jī)器人有朝一日能夠模仿人類行為并以類似人類的方式管理任務(wù)。

今天倦零，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)器人技術(shù)是一個(gè)快速發(fā)展的領(lǐng)域吨悍。研究扫茅、設(shè)計(jì)和制造新機(jī)器人服務(wù)于各種實(shí)際目的，無論是在國內(nèi)育瓜、商業(yè)還是軍事上.許多機(jī)器人被設(shè)計(jì)用于執(zhí)行對人類有害的工作葫隙，例如拆除炸彈、在不穩(wěn)定的廢墟中尋找幸存者以及探索地雷和沉船躏仇。機(jī)器人技術(shù)也用于STEM（科學(xué)恋脚、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)）作為教學(xué)輔助工具焰手。

三糟描、工業(yè)機(jī)器人概述

(1).工業(yè)機(jī)器人的內(nèi)涵

應(yīng)用于機(jī)械加工中的機(jī)器人也被稱為工業(yè)機(jī)器人，所謂工業(yè)機(jī)器人书妻，主要指的是由程序員按照需求進(jìn)行編程船响，并以此為依據(jù)開展相關(guān)工作的多功能操作機(jī)構(gòu)，這些工作不僅包括材料、工具運(yùn)輸见间，而且也包括了零件的加工等聊闯。在過去的時(shí)間里，工業(yè)機(jī)器人常被用于搬運(yùn)米诉、焊接菱蔬、噴漆和裝配工作。近年來史侣，隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷優(yōu)化與完善拴泌，工業(yè)機(jī)器人所涉及的范圍越來越廣，在工作生產(chǎn)中發(fā)揮著不可替代的作用抵窒。

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(2).工業(yè)機(jī)器人的核心關(guān)鍵技術(shù)

工業(yè)機(jī)器人的核心關(guān)鍵技術(shù)主要體現(xiàn)在3個(gè)方面弛针，首先是靈巧操作技術(shù)。為了保證工業(yè)機(jī)器人手在機(jī)械加工中的靈活度與人工操作相媲美李皇，技術(shù)人員采用了先進(jìn)的理念和技術(shù)對機(jī)械裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新削茁，以期通過對各個(gè)機(jī)構(gòu)的不斷優(yōu)化和完善來提高工業(yè)機(jī)器人的精度、分辨率和可重復(fù)性等多項(xiàng)指標(biāo)掉房，進(jìn)而達(dá)到機(jī)械加工的根本需求茧跋。需要注意的是，在對靈活操作技術(shù)進(jìn)行完善時(shí)卓囚，需要結(jié)合機(jī)器人的驅(qū)動安全性來對驅(qū)動器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和材料進(jìn)行合理選擇瘾杭，盡可能采用新材料來提高機(jī)器人的負(fù)載與自重比。

其次是自主導(dǎo)航技術(shù)哪亿。自主導(dǎo)航技術(shù)多應(yīng)用于設(shè)備和材料運(yùn)輸機(jī)器人上粥烁，確保工業(yè)機(jī)器人在使用期間，能夠?qū)崿F(xiàn)安全自主導(dǎo)航蝇棉。就目前工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用現(xiàn)狀來看讨阻，自主導(dǎo)航這一核心技術(shù)仍有很多有待完善的地方，還需要相關(guān)技術(shù)人員對其進(jìn)行研發(fā)篡殷。

最后是環(huán)境感知與傳感技術(shù)钝吮。環(huán)境感知和傳感技術(shù)的優(yōu)化是工業(yè)機(jī)器人未來發(fā)展中的一項(xiàng)重要任務(wù)，通過對機(jī)器人感知系統(tǒng)的優(yōu)化板辽，可以及時(shí)和部件和產(chǎn)品組件的生產(chǎn)情況進(jìn)行檢測奇瘦，并根據(jù)機(jī)器人在機(jī)械加工工作中的狀態(tài)掌握后續(xù)需要提高的觸覺精度。實(shí)踐證明劲弦，通過高精度傳感器構(gòu)建用于裝配任務(wù)和跟蹤任務(wù)進(jìn)度的物理模型耳标，可以在很大程度上減少自動化生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的不確定性，進(jìn)而提高機(jī)械加工的精準(zhǔn)性邑跪。

四麻捻、機(jī)器人技術(shù)在機(jī)械加工應(yīng)用中存在的問題

在我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的背景下纲仍，機(jī)器人技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用也將越來越廣泛。為了將其優(yōu)勢最大限度發(fā)揮出來贸毕，技術(shù)人員必須對現(xiàn)階段機(jī)器人技術(shù)在機(jī)械加工應(yīng)用中存在的問題做到全面了解與掌握郑叠，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)相關(guān)需求做好優(yōu)化與完善工作。

(1).工業(yè)機(jī)器人核心零部件是關(guān)鍵

在工業(yè)機(jī)器人的構(gòu)成中明棍，涉及了多種類型的部件更卒，其中不乏一些核心零部件紧憾，為了確保工業(yè)機(jī)器人的正常運(yùn)行，必須提高對核心零部件的重視程度。一般來說散址，這些零部件主要包括高精度減速器外冀、控制器盾饮、伺服電動機(jī)和驅(qū)動器裳瘪。每一類零部件對工業(yè)機(jī)器人的性能指標(biāo)都有起著關(guān)鍵作用。

就我國目前工業(yè)機(jī)器人的各項(xiàng)核心零部件來看橙凳，大多依賴進(jìn)口產(chǎn)品蕾殴，尤其是高精密減速器方面的差距，也正是這一原因岛啸，從而導(dǎo)致我國國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人較之國外相比钓觉，仍有很大差異。除此原因外坚踩，創(chuàng)新能力不足荡灾、系統(tǒng)研發(fā)力度不夠也是制約我國工業(yè)機(jī)器人長足發(fā)展的兩個(gè)重要因素。

(2).信息交換問題

作為自動化加工系統(tǒng)瞬铸，工業(yè)機(jī)器人并不是獨(dú)立存在的批幌，而是需要計(jì)算機(jī)硬件和軟件來作為支撐，輔助機(jī)器人完成各項(xiàng)操作任務(wù)嗓节，同時(shí)也需要特定的管理系統(tǒng)對其進(jìn)行管理和完善荧缘。這樣一來，機(jī)器人之間赦政、機(jī)器人與計(jì)算機(jī)之間胜宇、加工系統(tǒng)與管理系統(tǒng)之間耀怜，就必須要建立起密切的聯(lián)系恢着，但由于機(jī)器人運(yùn)行有其各自特定的品牌語言，機(jī)器人生產(chǎn)廠家繁多财破，編程語言也是五花八門掰派。這樣一來，必然會導(dǎo)致機(jī)器人之間與計(jì)算機(jī)之間的溝通障礙左痢，因此靡羡，如何像計(jì)算機(jī)語言一樣規(guī)范化是世界各國機(jī)器人生產(chǎn)廠商需要解決的難點(diǎn)之一系洛。

嵌入式技術(shù)與機(jī)器人不可不說的緊密聯(lián)系與發(fā)展趨勢機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展從來就是與嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展緊密聯(lián)系在一起的，機(jī)器人技術(shù)的研究就是嵌入式技術(shù)的應(yīng)用略步，而嵌入式技術(shù)的發(fā)展必定促進(jìn)機(jī)器人智能化水平描扯。70年代中期以后，由于智能控制理論的發(fā)展和微處理器的出現(xiàn)趟薄，機(jī)器人逐漸成為研究的熱點(diǎn)绽诚，并且獲得了長足的發(fā)展。目前杭煎，嵌入式系統(tǒng)在機(jī)器人控制系統(tǒng)被廣泛采用恩够。

五、嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)

嵌入式系統(tǒng)從應(yīng)用角度出發(fā)羡铲，它是20世紀(jì)70年代以后計(jì)算機(jī)發(fā)展的一個(gè)分支蜂桶，以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)也切，軟扑媚、硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對功能贾费、可靠性钦购、成本、體積褂萧、功耗等方面有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)押桃。

簡單的說，嵌入式系統(tǒng)是嵌入到目標(biāo)體系中的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)导犹。嵌入式系統(tǒng)一般由嵌入式微處理器唱凯、外圍硬件設(shè)備、嵌入式軟件操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序4大部分組成谎痢，用于實(shí)現(xiàn)對其他外部設(shè)備控制以及網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換等功能磕昼。針對于某種特定的應(yīng)用需求，嵌入式系統(tǒng)嵌入到對象軟硬件體系中节猿。

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(1).嵌入式系統(tǒng)與普通的PC 系統(tǒng)相比主要具有以下特點(diǎn)：

1） 嵌入式系統(tǒng)功耗低票从，體積小，專用性強(qiáng)滨嘱。嵌入式CPU 工作在為特定用戶群設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中峰鄙，能夠把PC 中許多板卡完成的任務(wù)集成到芯片內(nèi)部，有利于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的小型化太雨。

2） 嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般固化在存儲芯片或單片機(jī)本身中吟榴，以提高實(shí)行速度與系統(tǒng)可靠性。硬軟件都必須高效設(shè)計(jì)囊扳，系統(tǒng)要精簡吩翻，對軟件代碼質(zhì)量要求很高兜看。操作系統(tǒng)一般和軟件集成在一起。

3） 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要專門的開發(fā)工具和開發(fā)環(huán)境狭瞎。

(2).嵌入式系統(tǒng)在機(jī)器人中的應(yīng)用

嵌入式控制器越來越微型化细移、功能化。微型機(jī)器人熊锭、特種機(jī)器人等也獲得更大的發(fā)展機(jī)遇葫哗，無論從控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)還是機(jī)器人的智能程度方面都得到了很大的提高。
例如：
以索尼的機(jī)器狗為代表的智能機(jī)器寵物是最典型的嵌入式機(jī)器人控制系統(tǒng)球涛，除了能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動功能劣针，它還具有圖像識別、語音處理等高級人機(jī)交互功能亿扁，它可以模仿動物的表情和運(yùn)動行為捺典。

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火星車也是一個(gè)典型例子，這個(gè)價(jià)值10億美金的技術(shù)高度密集移動機(jī)器人从祝，采用的是VxWorks 操作系統(tǒng)襟己，它可以在不與地球聯(lián)系的情況下自主工作。下面從運(yùn)動控制系統(tǒng)牍陌、遠(yuǎn)程控制擎浴、視頻監(jiān)控系統(tǒng)三個(gè)方面分析嵌入式系統(tǒng)在機(jī)器人中的應(yīng)用情況。

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(3).嵌入式系統(tǒng)在機(jī)器人應(yīng)用中的發(fā)展趨勢

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益成熟毒涧，支持網(wǎng)絡(luò)功能的嵌入式產(chǎn)品將得到越來越廣泛的應(yīng)用贮预，這不僅將成為嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)，也將是機(jī)器人技術(shù)的一個(gè)研究熱點(diǎn)契讲，基于嵌入式系統(tǒng)的機(jī)器人技術(shù)的未來的研究有以下幾點(diǎn)趨勢：

1） 高集成度仿吞、低功耗、小型化捡偏。隨著嵌入是系統(tǒng)的微型化唤冈、智能化，機(jī)器人將朝著高智能化银伟、高集成度你虹、小型化方向發(fā)展；

2） 提供方便彤避、快捷的人機(jī)界面傅物。嵌入式系統(tǒng)被廣泛使用，主要原因是它的多媒體人機(jī)界面的方便忠藤、快捷挟伙，這將使機(jī)器人的操作更加方便快捷楼雹、人性化模孩；

3） 遠(yuǎn)程控制必成為趨勢尖阔。