开启自动化新时代 库卡推出首款轻型人机协作机器人LBR iiwa
全球30家人形机器人公司产品和进度梳理 - 无水印版
Report：全球30家人形机器人公司：产品和进度梳理人形机器人行业洞察研究（BTIResearch）2024年3月全球主要人形机器人公司产品进度总览区域企业产品名称产品进展视频发布发布会公开场合行走公开展示灵巧手工作演示语音整合自主工作试点应用部署国内优必选Walker X ⦿⦿⦿⦿达闼机器人XR-4⦿⦿傅利叶智能Fourier GR1⦿⦿⦿智元机器人RAISE-A1⦿⦿⦿⦿宇树科技Unitree H1⦿⦿⦿无灵巧手小米Cyberone ⦿研发⦿无灵巧手科大讯飞⦿小鹏汽车PX5⦿⦿⦿无灵巧手逐际动力CL-1⦿⦿⦿无灵巧手MagicLab MagicBot ⦿开普勒Forerunner ⦿⦿⦿均胜集团JARVIS ⦿⦿⦿⦿追觅科技Eame One ⦿国外TeslaOptimus ⦿⦿⦿⦿⦿⦿Boston Dynamics Atlas⦿研发⦿无灵巧手1X Technologies EVE/NEO ⦿⦿无腿（EVE)无灵巧手（EVE ）⦿⦿Agility Robotics Digit ⦿⦿⦿无灵巧手⦿⦿⦿⦿Figure.ai 01⦿⦿⦿⦿⦿⦿⦿⦿Sanctuary AI Phoenix ⦿⦿⦿⦿⦿ApptronikApollo ⦿⦿⦿⦿Engineered ArtsAmeca ⦿⦿OSAKA UNIVERSITY & MIXIALTER 3⦿无腿⦿KARLSRUHE INSTITUTE OF TECHNOLOGY ARMAR-6⦿无腿⦿Beyond Imagination Beomni ⦿无腿⦿Macco Robotics KIME ⦿无腿无灵巧手⦿⦿⦿SoftBank RoboticsNAO ⦿⦿⦿⦿⦿⦿⦿⦿PEPPER⦿⦿无腿⦿⦿⦿⦿⦿PROMOBOTPROMOBOT ⦿无腿⦿⦿⦿⦿⦿UNIVERSITY OF TEHRAN SURENA IV ⦿⦿⦿⦿TOYOTA T-HR 3⦿⦿⦿IHMCNadia⦿研发⦿无灵巧手主要发展历程◆21 年8 月，马斯克于首届AI DAY展示人形机器人概念机Tesla Bot◆22 年2 月，特斯拉成功推出人形机器人原型机，并作为开发平台进行深度研发◆22 年9 月，特斯拉发布新版本Optimus 人形机器人，可以实现直立行走、搬运、洒水等复杂动作◆23 年5 月，特斯拉在年度股东大会上展示了Optimus 最新样机Gen 1◆23 年12 月，特斯拉发布Optimus Gen 2◆24年2月发布最新Optimus Gen 2最新行走视频最新迭代产品：Optimus Gen 2◆Optimus Gen 比上一代轻了10 公斤，在各方面都有所改进，行走速度快了30%，移动方式也更加自然、平衡和精确。
“小巨人” 大时代
在前不久结束的第十七届中国国际中小企业博览会上，展出了将人格化特征赋予“遇障即停”的送餐机器人贝拉，专业级光固化3D打印机自研积分光源、自研切片软件、每涂1平方米相当于一年节约36度电的断热稀土涂层产品……这些“黑科技”仅仅是无数专精特新中小企业研发成果的掠影。
自2011年工信部首次提出将“专精特新”作为中小企业转型升级的重要途径以来，“专精特新”已经成为烙印刻在了中小企业创新的发展历程上。
十年磨一剑，2021年，北交所宣布设立，致力于成为“有效服务专精特新中小企业的资本市场专业化发展平台”。
从制造大国迈向制造强国，中国正在爬坡过坎、脚踏实地，努力攀登更高峰。
“小巨人”快步跑在浙江众成的生产车间，几条自动化生产线正在高速运行，各种原料经过加热熔融、冷却、拉伸、分切等多个全自动化工序，在生产线末端成为摆放整齐的一卷卷透明的成品塑料薄膜。
这种叫交联膜的POF热收缩膜，常用于手机等电子产品的外包装。
浙江众成董事、总工程师黄旭生说：“目前，全球没有交联膜生产设备出售。
能生产交联膜的厂家所用的设备均是自主研制的。
交联膜生产工艺技术难度高，需要经过多年的艰难摸索和不断改进才能掌握。
”浙江众成近期入选工信部第三批专精特新“小巨人”企业名单，公司在双向拉伸聚烯烃（POF）热收缩膜这一细分领域已耕耘25年，产能规模居亚洲第一、全球第二。
近年来，以专业化、精细化、特色化、新颖化为特征的“专精特新”企业受到的关注度越来越高。
“十四五”规划提出“推动中小企业提升专业化优势，培育专精特新‘小巨人’企业和制造业单项冠军企业”。
7月30日中央政治局会议也提出“要强化科技创新和产业链供应链韧性，加强基础研究，推动应用研究，开展补链强链专项行动，加快解决‘卡脖子’难题，发展专精特新中小企业”，首次将支持“专精特新”中小企业上升至国家战略层面。
中小企业好，中国经济才会好。
一些反映经济发展新动能的关键指标，如“工业战略性新兴产业增加值增速”“高技术制造业增加值增速”等，均快于GDP增速。
机器人的重要性
机器人的重要性随着科技的发展，机器人越来越受到人们的重视，在许多领域中都发挥着重要的作用。
虽然科技的发展带来了一定的优势，但也引发了许多担忧和疑虑。
然而，这种恐惧是因为人们无法正确评估机器人在各个领域的重要性和功效，因此，本文将对机器人在今天发挥着的重要作用进行分析。
首先，机器人在工业领域发挥着重要作用。
现代机器人可以实现自动化流程，提高生产效率，减少劳动力成本，并可以实现重复性、可靠性和一致性的工作。
例如，日本的机器人公司Fanuc已经开发出许多能够完成复杂的机器任务的机器人，比如装配系统，搬运系统，焊接系统等。
这些机器人除了可以提高生产效率，还可以减少出错的风险，从而提高生产的安全性。
另外，在现代流水线上，大量的机器人也可以减少人工劳动力和支出，从而提高生产成本效益。
其次，机器人也在医疗领域发挥着重要作用。
从精密的手术到复杂的诊断，机器人在现代医疗领域正在发挥着重要作用。
例如，芝加哥大学已经开发出一种能够实现精确的手术的机器人，这种机器人可以有效帮助医生实现准确、精确的手术，也可以减少术中的出错和损伤，从而提高治疗效果。
此外，现代机器人也可以实现自动检测和诊断，这样可以节省大量的时间和费用，减少医生的工作量，并且可以更加准确、快速地检测和诊断疾病。
最后，机器人还在社会服务领域发挥着重要作用。
现代机器人可以实现高效的社会服务，比如家政服务，送货服务，护理服务，清洁服务等等。
例如，日本的机器人开发公司SoftBank已经开发出一种能够护理老年人的机器人，这种机器人能够提供照顾老年人的服务，减轻家庭的负担，从而使老年人拥有更多的可自主照顾自己的机会。
综上所述，机器人在现代社会发挥着重要作用，其在工业领域、医疗领域和社会服务领域都发挥着重要作用。
机器人可以帮助提高生产效率，减少劳动力成本，提升医疗水平，改善社会服务，提高生活质量。
同时，我们也应该注意机器人带来的新技术和新经济模式，把它们融入我们的日常生活中。
巡检机器人 维护使用手册说明书
巡检机器人维护使用手册版本:2.0北京眸视科技有限公司目录1.产品概述 (4)1.1.产品概述 (4)1.2.履带式机器人 (5)1.3.轮式机器人 (5)2.机器人开机 (6)2.1.机器人开机 (6)2.2.遥控器使用 (6)2.3.遥控器高级使用 (7)2.4.注意事项 (9)3.平板控制 (10)3.1.Wifi连接 (10)3.2.运行APP (10)3.3.自启动功能 (10)3.4.License更新功能 (11)3.5.参数配置 (14)3.6.状态检查 (15)3.7.开启巡检 (16)4.制图 (17)4.1.制图 (17)4.2.地图编辑 (20)4.3.地图备份与切换 (25)4.4.注意事项 (27)4.4.1.制图之前的准备 (28)4.4.2.建图操作原则 (28)4.4.3.建图结果检查 (30)5.导航 (31)5.1.导航到指定点 (31)5.2.导航到指定坐标 (32)5.3.取消导航 (32)6.1.准备工作 (34)6.2.工具安装 (34)6.2.1.开启root ssh权限 (34)6.2.2.JDK的安装 (35)6.2.3.TOMCAT安装 (35)6.2.4.MySQL数据库在线安装 (36)6.2.5.Redis安装 (37)6.2.6.Nginx安装 (37)6.3.程序部署 (38)6.3.1.前端web程序部署 (38)6.3.2.后端jar包部署 (39)6.4.系统参数配置 (41)6.4.1.域名地址映射 (41)6.4.2./etc/profile确认 (41)6.5.启动管理云平台系统程序 (41)6.5.1.后台java程序启动 (42)6.5.2.前台tomcat启动 (42)6.5.3.确认后台程序是否启动成功 (42)6.5.4.访问系统url (42)7.云平台使用 (43)7.1.系统登录 (43)7.1.1.系统首页 (44)7.1.2.个人中心 (45)7.2.实时监控 (45)7.3.数据查询 (47)7.3.1.巡检报表 (47)7.3.2.巡检点 (48)7.3.3.环境数据 (48)7.4.巡检任务 (49)7.4.1.任务管理 (49)7.4.2.任务日历 (51)7.5.1.巡检点管理 (52)7.5.2.地图管理 (53)7.5.3.机器人管理 (54)7.5.4.告警设置 (55)7.6.系统管理 (56)7.6.1.用户管理 (56)7.6.2.角色管理 (57)7.6.3.菜单管理 (59)7.6.4.场站管理 (59)7.6.5.字典管理 (60)7.6.6.车体状态 (61)7.6.7.版本信息 (62)8.巡检 (63)8.1.启动检查 (63)8.2.云平台操作 (64)9.注意事项 (66)9.1.常规检查 (66)9.2.维护保养 (66)9.3.长期储存 (67)10.快速故障排除 (69)10.1.机器人故障排查 (69)10.2.云端服务故障排查 (71)10.3.遥控器故障排查 (72)附录1：充电桩安装说明 (75)附录2、传感器清洁 (76)附录3、产品参数 (77)1.产品概述1.1.产品概述眸视机器人定位和导航系统，是一个集激光雷达、视觉（双目相机、深度相机）、超声波、惯性测量单元（IMU）等多种传感器于一体的定位和导航系统。
智慧物流建设方案
智慧物流建设方案目录1. 内容概览 (3)1.1 背景介绍 (4)1.2 目的和意义 (4)2. 现状分析 (5)2.1 物流行业现状 (6)2.2 智慧物流的概念和发展 (7)3. 建设目标 (8)3.1 提高物流效率 (9)3.2 降低物流成本 (10)3.3 提升物流服务质量 (11)4. 建设内容 (12)4.1 信息化基础设施建设 (14)4.1.1 网络基础设施 (15)4.1.2 数据采集与处理系统 (16)4.1.3 信息平台与管理系统 (17)4.2 智能化设备应用 (18)4.2.1 无人搬运机器人(AGV) (19)4.2.2 无人机配送 (21)4.2.3 智能仓储系统 (22)4.3 数据分析与应用 (23)4.3.1 运输路径优化 (24)4.3.2 库存管理与预测 (25)4.3.3 客户需求分析与满足 (27)5. 实施步骤 (28)5.1 前期准备 (29)5.1.1 调研与分析 (30)5.1.2 制定实施方案 (31)5.2 建设实施 (32)5.2.1 硬件设备采购与安装 (33)5.2.2 软件开发与集成 (34)5.2.3 系统测试与调试 (36)5.3 运营维护与管理 (37)5.3.1 人员培训与素质提升 (38)5.3.2 系统运维与保障 (39)5.3.3 持续改进与优化 (40)6. 预期效果与效益评估 (41)6.1 提高物流效率的具体指标 (42)6.2 降低物流成本的具体措施 (43)6.3 提升物流服务质量的具体方法 (44)7. 风险分析与对策建议 (45)7.1 技术风险 (47)7.2 市场风险 (47)7.3 管理风险 (48)8. 结论与展望 (49)9. 建议与意见 (50)1. 内容概览本方案旨在构建一个高效、智能、绿色的现代物流体系，以适应全球化和信息化的发展趋势，满足客户日益增长的需求。
方案涵盖六大核心内容：智能仓储管理、运输优化与路线规划、订单管理系统、供应链协同与风险管理、环保与节能减排、以及信息化平台建设。
人形机器人发展动向、趋势研判及有关建议
人形机器人发展动向、趋势研判及有关建议目录一、内容概要 (2)1.1 人形机器人的定义与分类 (2)1.2 人形机器人发展的重要性和意义 (4)二、人形机器人发展动向 (5)2.1 技术发展动态 (6)2.1.1 传感器技术 (7)2.1.2 控制算法与系统集成 (8)2.1.3 人工智能与机器学习 (10)2.2 市场发展动态 (11)2.2.1 国际市场竞争格局 (13)2.2.2 国内市场发展趋势 (13)2.2.3 消费者需求变化 (14)三、人形机器人发展趋势研判 (15)3.1 技术发展趋势 (16)3.1.1 仿生学与生物力学技术的融合 (18)3.1.2 云计算与物联网的整合 (19)3.1.3 自主决策与协同能力的提升 (20)3.2 市场发展趋势 (21)3.2.1 高度智能化与自主化 (23)3.2.2 定制化与个性化需求的增长 (24)3.2.3 绿色环保与可持续发展 (26)四、有关建议 (27)4.1 政策支持与产业规划 (29)4.1.1 加强政策引导与支持力度 (30)4.1.2 优化产业结构布局 (32)4.2 技术研发与创新体系建设 (33)4.2.1 提高自主创新能力 (34)4.2.2 加强产学研合作 (35)4.3 市场拓展与应用场景开发 (36)4.3.1 拓展应用领域与场景 (37)4.3.2 加强品牌建设与宣传推广 (39)五、结论与展望 (40)5.1 人形机器人发展成果总结 (41)5.2 未来发展趋势预测 (42)5.3 对未来发展的展望与建议 (43)一、内容概要技术进步与创新：人形机器人的感知、决策、运动控制等方面技术日益成熟，智能算法的优化和应用为人形机器人的发展提供了强大的支撑。
应用领域拓展：人形机器人在医疗、教育、服务等领域的应用逐渐增多，未来还将进一步拓展到更多领域。
市场发展态势：随着技术进步和应用领域的拓展，人形机器人市场规模不断扩大，市场潜力巨大。
库卡简介KUKAInfo
1967年： 库卡推出气体 保护金属极电 弧焊焊接系统 。
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KUKA Roboter GmbH, Global Sales Center, Hery-Park 3000, 86368 Gersthofen, Telefon: +49 (0) 8 21/45 33 -0, Fax: +49 (0) 8 21/45 33 - 16 16,
简史：1995年到1997年
1995年： 库卡推出模块化汽车门生产系统。
1996年： 库卡推出个人计算机平台实时机器人控制 系统。
1995年： 库卡推出双丝焊接机器人 焊接系统。
1997年： 库卡推出 二极管激 光器机器 人焊接系 统。
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KUKA Roboter GmbH, Global Sales Center, Hery-Park 3000, 86368 Gersthofen, Telefon: +49 (0) 8 21/45 33 -0, Fax: +49 (0) 8 21/45 33 - 16 16,
库卡机器人的一些应用
点焊
搬运
组装
安装
抛光
投放
码垛
加工
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KUKA Roboter GmbH, Global Sales Center, Hery-Park 3000, 86368 Gersthofen, Telefon: +49 (0) 8 21/45 33 -0, Fax: +49 (0) 8 21/45 33 - 16 16,
这是我们的产品和服务
机器人结构
机器人控制柜和软件
机器人示教器
客户支援 2
KUKA Roboter GmbH, Global Sales Center, Hery-Park 3000, 86368 Gersthofen, Telefon: +49 (0) 8 21/45 33 -0, Fax: +49 (0) 8 21/45 33 - 16 16,
KUKA机器人的LBR iisy谱写人机协作新篇章
TifxT专题比Special SubjectKUKA机器人的LBR iisy谱写人机协作新篇章过去三十年，中国制造业的发展主要依靠劳动力密集型的生产方式，质量效益较低且缺乏核心竞争力。
如今，“工业4.0”己不仅仅是一个概念，对原有的生产线进行“工业4.0”改造，实现人、机器、物体与IT系统的最佳互联，让“工业4.0”真正“可见•可行”。
人机协作是指在人机协作模式下，人与机器携手合作。
由人员控制并监控生产，而机器人则负责劳累的体力工作。
两者发挥各自的专长。
人机协作给未来工厂中的工业生产和制造带来了根本性的变革。
尽管熟悉生产流程，但是面对繁复的机器人编程的你却有可能束手无策，这样的情形无疑会阻碍人机协作的效率。
库卡公司推岀的轻型机器人LBR iisy,或许能够打破这种局面。
它的易用性远超过大家的想象，易于学会、易于理解，并可立即安装使用。
当你和你的机器人同事一起在最狭窄的空间内携手合作，LBR iisy将作为生产负荷高峰和资源瓶颈时的助手提供最佳支持。
不隔开无围栏拓展人机协作类产品LBR iisy除了以"系统易于操作”的优势来满足未来市场的需求，它甚至无需任何安全围栏，继续扩展人机协作类产品的系列。
凭借全新的LBR iisy灵敏轻型机器人，KUKA为日常工作中的机器人技术运用推波助澜，让人机协作达到一个无缝衔接的状态。
对于人机协作的未来，KUKA—直坚持着自己的一番构想：在未来的工厂中不隔开自动工位和手动工位。
人机理想地协同合作——不隔开、无护栏。
设计与直觉操控性的结合LBR iisy2019年4月，LBR iisy荣获享有盛名的2019年iF设计奖。
这款灵敏、精确和易于操作的机器人，其自动化设计更加富有直觉性，开辟了人机协作的新领域。
特别是LBR iisy以清晰美观的设计令人耳目一新，赢得了iF设计奖和德国设计奖两项大奖。
保持初心，专注研发，致力未来KUKA1898年成立，120年来始终保持初心，为用户提供便捷、创新的技术服务。
七轴工业机器人与六轴相比有什么优势？
七轴工业机器人与六轴相比有什么优势？近年来，跨国机器人巨头们纷纷推出七轴工业机器人，以抢占高端新市场，这引发了我们对于七轴工业机器人的深入思考，它具有哪些独特的技术优势，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，我国七轴工业机器人的研发及产业化又进入了哪一阶段？工业机器人到底应该有几个轴？目前，工业机器人已经被广泛应用于各行各业，但我们也发现，工业机器人不仅形状各异，其轴数也各不相同。
所谓工业机器人的轴，可以用专业的名词自由度来解释，如果机器人具有三个自由度，那么它可以沿x，y，z轴自由的运动，但是它却不能倾斜或者转动。
当机器人的轴数增加，对机器人而言，就是更高的灵活性。
那么工业机器人应该有几个轴才合理呢？三轴机器人也被称为直角坐标或者笛卡尔机器人，它的三个轴可以允许机器人沿三个轴的方向进行运动，这种机器人一般被用于简单的搬运工作之中。
四轴机器人，可以沿着x，y，z轴进行转动，与三轴机器人不同的是，它具有一个独立运动的第四轴，一般来说SCARA机器人就可以被认为是四轴机器人。
五轴是许多工业机器人的配置，这些机器人可以通过x，y，z三个空间周进行转动，同时可以依靠基座上的轴实现转身的动作，以及手部可以灵活转动的轴，增加了其灵活性。
六轴机器人可以穿过x，y，z轴，同时每个轴可以独立转动，与五轴机器人的最大区别就是，多了一个可以自由转动的轴。
六轴机器人的代表就是优傲机器人，通过机器人身上的蓝色盖子，你可以很清楚的计算出机器人的轴数。
七轴机器人，又称为冗余机器人，相比六轴机器人额外的轴允许机器人躲避某些特定的目标，便于末端执行器到达特定的位置，可以更加灵活的适应某些特殊工作环境。
随着轴数的增加，机器人的灵活性也随之增长。
但是，在目前的工业应用中，用得最多的是三轴、。
轮式移动机器人
首先，阐述了全向轮式移动机器人的结构设计特点，利用坐标变换方法建立移动机 器人的运动学和动力学模型，根据全向轮式移动机器人的运动特性选择了基于运动学模 型分层控制作为其轨迹跟踪控制的设计方案。
其次，以全向轮式移动机器人的运动学模型作为控制对象，以线速度和角速度为控 制输入，设计了几种控制器并通过仿真验证了设计方法的正确性。(1)设计了模糊控制器 对全向轮式移动机器人进行轨迹跟踪控制，实现了对期望轨迹的跟踪控制。(2)为了提高 系统的鲁棒性，设计了滑模变结构控制器，有效的克服外界不确定的干扰，并进行了相 应的仿真证明设计的有效性和可行性。(3)为了减弱滑模变结构控制器中的抖振，采用了 连续函数代替了原来的符号函数，设计了准滑模控制器，通过仿真证明其能够很好的减 弱抖振。
有些学者将遗传算法和模糊算法相结合设计出移动机器人轨迹跟踪控制器但是由于模糊控制算法的自适应能力差对移动机器人的轨迹跟踪控制效果并不理想3031滑模变结构控制法滑模变结构控制的思想是针对不同移动机器人的模型表达式设计一个适当状态空间曲面称为滑模面在此基础上利用高速的开关控制律驱动非线性系统的状态轨迹渐近地到达预先设计的滑模面并且在以后的时间状态轨迹将保持在该滑动表面上以实现期望轨迹的跟踪
最后，对本文所做的工作进行总结，并提出展望，指出有待进一步研究的方向和问 题。
关键词：移动机器人；轨迹跟踪；模糊控制；滑模控制
－II－
四大机器人公司及特种机器人资料.
选件：输入/输出电抗器 、分压计 、DriveConfig 套件 应用：风机水泵、健身设备 、门控制设备 、传送带。 1.2.4、低压交流机械类传动变频器 ABB 机械类传动, ACS355 变频器 电源电压：200 伏至 480 伏 ACS355 传动是为满足广泛的机械应用要求而设计的。在持续生产型的制造 业中，生产每一单位产品所消耗的时间是至关重要的。该传动设计为安装、参数 设置以及调试相当简易迅速，并装备了先进的智能化功能和安全功能，是为满足 系统集成商、原始设备制造商和盘柜制造商的生产和性能要求及其他各种应用而 专门开发的产品。能够迎合最苛刻的需求来提供不同的功能。 应用：食品、饮料、物料搬运、纺织、印刷、橡塑、木工。 1.2.5、特殊应用型中压变频器 71ABB ACS 5000 水冷型 中压交流传动 变频器 简介：中压交流传动，用于控制功率范围为 5 兆瓦至 32 兆瓦（最高可达 6.9 千伏）的电机。 ACS 5000 融合了成熟、高度可靠的部件—这些部件已经被全球成千上万台传 动采用，具有电压源型逆变器多电平无熔断器（VSI-MF）拓扑结构。这简化了传 动，提高了可靠性和效率，是目前市场中最出色的用户友好型高性能传动。 水冷 ACS 5000 通常用于高功率、高速或特殊性能应用，例如高速压缩机、 试验台和大型泵和风机。 1.2.6、工业直流变流器升级套件 现代化的直流变流器 直流电机常常具有出色的外形，即使使用多年后依然如此。ABB 开发了一套 成熟的产品，对现有直流变流器进行改造。我们的方法经过了实践验证，不仅适 用于 ABB 的经典期直流变流器（例如 Tyrak、Veritron、Sele 等），而且还适用于 其他制造商的直流变流器。 DCS800-E 控制盘解决方案 DCS800-E 可用于改造项目，更换额定电流高达 450A 的旧直流变流器。它是 一种紧凑的用户友好型控制盘解决方案，可提供各种所需要的预安装、全接线和 工厂测试部件。将它安装到空的机柜中，即可完成机械安装。这种即用型概念可 将改造项目的停机时间降至最低。 DCS800-R 改造包 对现有高功率直流变流器的一种富有吸引力的升级方式是保留功率组件，只 更换变流器电路板。可进行这种升级的标准化产品包括 DCS800-R 改造包。 1.2.7、通用型变频器
系统分析师考试复习资料
系统分析师考试复习资料南昌大学计算中心武夷河E_Mail:wuyihe5304@说明：本文所有资料均收集于网络，由本人整理而成，在此对原作者表示衷心的感谢！网友们可自由传播此资料，但不得用于商业目的。
1 开发技术：语言与平台 (6)JavaBean 组件模型特点 (6)Enterprise JavaBean （EJB）组件模型特点： (6)JSP 胜过servlet 的关键的优点： (6)J2EE 的重要组成部分： (6)RMI 和RPC 的区别： (7)XML 和HTML 的主要区别： (7)XML 技术和JSP技术集成的方案： (7)XML 与JSP 技术联合的优越性： (7)XML 的特点： (7)SAX (Simple API for XML) 和DOM (Document Object Model) (7)什么DOM? (7)什么SAX? (8)什么类型的SAX 事件被SAX解析器抛出了哪? (9)什么时候使用DOM？ (9)什么时候使用SAX？ (9)HTML 的缺点： (10)经验结论 (10)用ASP、JSP、PHP 开发的缺陷： (10)XML 的优缺点： (10)XML 主要有三个要素：模式、XSL、XLL。
(10)2 Web Service 相关技术 (10)Web Service (10)创建简单的Web Service 的方法： (11)Web Service 主要目标是跨平台和可互操作性，其特点： (11)Web Service 应该使用的情况： (11)UDDI （统一描述、发现和集成Universal Description,Discovery,andIntegration） (11)SOAP (12)Web Service 技术（SOAP、UDDI、WSDL、EBXML） (12)3 软件工程、软件架构及软件体系结构 (12)3.1 面向对象技术 (12)一组概念 (12)OOA 的主要优点： (12)OOA 过程包括以下主要活动： (12)3.2 UML： (12)UML 包含了3 个方面的内容 (13)UML 提供了3类基本的标准模型建筑块 (13)UML 规定四种事物表示法 (13)UML 提供的建筑块之间的基本联系有四种 (13)UML 图形提供了9 种图形 (13)UML 规定了语言的四种公共机制 (13)UML 的特点： (13)USE CASE： (13)对象类图： (13)交互图： (14)状态图： (14)组件图和配置图： (15)UML 开发工具：ilogix Rhapsody (15)Rational Rose家族成员有： (15)3.3 OMT 方法： (15)OMT 方法有三种模型：对象模型、动态模型、功能模型。
救援机器人简介演示
空中救援机器人一般具备高精度的GPS定位系统，以实现快速定位。 同时，它们还需要具备强大的推进系统，以便在空中快速移动。
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空中救援机器人通常具备自主导航和避障功能，能够在复杂的环境中 自主飞行，提高搜救效率。
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空中救援机器人还需要具备强大的承载能力，能够携带救援物资，如 食物、水、药品等，为被困人员提供及时的援助。
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未来展望与挑战
未来展望与挑战
• 救援机器人是一种专门设计用于在危险或灾难环境中进行救援 任务的机器人。这些机器人可以在人类难以进入或危险的环境 中进行工作，以减少救援人员的风险和提高救援效率。
THANKS
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救援机器人的关键技术
感知与识别技术
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红外感知
利用红外线传感器感知热源， 在黑暗或烟雾环境中识别生命
体。
超声波感知
通过发射超声波并接收回波， 检测障碍物和地形变化。
视觉识别
利用图像处理和计算机视觉技 术，识别目标物体和场景特征
。
声音识别
分析环境中的声音，如呼救声 、动物叫声等，以确定生命迹
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火灾救援机器人还需要具备强大的承载能力，能够携 带救援物资，如呼吸器、灭火器等，为被困人员提供
及时的援助。
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火灾救援机器人通常具备自主导航和避障功能，能够 在复杂的环境中自主移动，提高搜救效率。
空中救援机器人
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空中救援机器人主要用于山区、森林等地区的搜救工作，它们能够快 速到达现场，寻找被困的人员，并实施救援。
地震救援机器人还需要具备强大的承 载能力，能够携带救援物资，如食物 、水、药品等，为被困人员提供及时 的援助。
库卡机器人基础培训教材
2017年，库卡机器人公司推出第一款协 作机器人
库卡机器人在工业领域的应用
汽车制造：库卡机 器人广泛应用于汽 车制造领域，如焊 接、喷涂、装配等
电子制造：库卡机 器人在电子制造领 域也有广泛应用， 如电路板组装、芯 片封装等
食品加工：库卡机 器人在食品加工领 域也有应用，如包 装、分拣、切割等
物流仓储：库卡机 器人在物流仓储领 域也有应用，如搬 运、分拣、码垛等
传感器与执行器的作用：实现机器人的感知与执行功能，使机器人能够完成各种任务
机器人的维护与保养
定期检查：检查机器人各部件是否正常工作，如电机、传感器等
清洁保养：定期清洁机器人表面和内部，保持清洁，防止灰尘和污垢影响机器人性能
润滑保养：定期给机器人各部件添加润滑油，保持机器人运转顺畅
更换易损件：定期检查并更换机器人易损件，如皮带、齿轮等，保证机器人正常工作
低生产成本。
促进工业转型升 级：随着工业自 动化的不断推进， 库卡机器人将成 为实现工业转型 升级的重要支撑。
提升工业安全水 平：库卡机器人 具备高度智能化 的特点，能够减 少人工操作，降 低安全风险，提 升工业安全水平。
拓展应用领域： 随着技术的不断 进步和应用需求 的不断扩大，库 卡机器人将拓展 到更多领域，如 医疗、航空、服
机身是机器人的控制中心， 包括控制器、传感器等
底座是机器人的支撑部分， 负责支撑机器人的重量和运
动
传感器与执行器
传感器：用于检测机器人工作环境中的各种信息，如位置、速度、力等 执行器：用于执行机器人的动作，如电机、液压缸等 传感器类型：包括视觉传感器、力传感器、位置传感器等 执行器类型：包括电动执行器、液压执行器、气动执行器等
机器人编程实例演 示
协作机器人常见的应用场景
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服务行业应用场景
酒店前台接待与服务
自助入住服务
协作机器人可以协助客人完成自助入住流程，包括身份验 证、房间分配和钥匙领取等。
行李搬运
机器人可以自动识别和搬运客人的行李，减轻前台员工的 工作负担。
信息咨询
机器人可以提供酒店设施、周边景点和餐饮等信息咨询服 务。
餐厅点餐与送餐服务
菜单浏览与点餐
特殊技能培养
协作机器人可针对特殊技能进行培养，如聋哑人士的手语交流、盲人的听觉训练 等，提供个性化的教学方案和支持。
教育资源均衡配置
城乡教育资源均衡
协作机器人可通过远程教育和在线学 习等方式，打破地域限制，实现城乡 教育资源的均衡配置。
优质教育资源共享
协作机器人可整合优质教育资源，通 过在线教育平台实现资源共享，让更 多学生享受到优质的教育服务。
在紧急情况下，机器人可以提供救援协助服务，如寻找失散游客、提供急救药 品等。
感谢您的观看
THANKS
协作机器人可以提供菜单浏览功能，并接受客人的点餐请求。
送餐到桌
机器人可以根据客人的位置信息，将餐品准确送达指定餐桌。
结账与收款
机器人可以协助客人完成结账流程，包括支付方式的确认和发票的开具等。
银行柜台业务办理辅助
客户识别与引导
协作机器人可以识别进入银行的客户，并提供业务办 理引导服务。
业务咨询与办理
协作机器人的优势与特点
• 灵活度高：协作机器人能够适应不同的工作环境和任务需 求，提高生产效率和质量。
协作机器人的优势与特点
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人机协作
协作机器人能够与人类紧 密合作，共同完成复杂任 务。
感知能力
协作机器人具备先进的感 知技术，能够实时感知周 围环境并作出相应调整。
机械制造中的协作机器人有哪些新应用
机械制造中的协作机器人有哪些新应用在当今的机械制造领域，协作机器人正以其独特的优势和创新的应用，为行业带来前所未有的变革。
协作机器人，顾名思义，是能够与人类工人在同一工作空间中安全、高效地协同工作的机器人。
它们不仅能够提高生产效率和质量，还能减轻工人的劳动强度，改善工作环境，为机械制造企业创造更多的价值。
一、在装配作业中的应用装配作业是机械制造中的一个关键环节，需要高度的精度和灵活性。
协作机器人在这方面表现出色，它们能够与工人密切合作，完成复杂的装配任务。
例如，在汽车制造中，协作机器人可以协助工人安装发动机、变速箱等重要部件。
机器人凭借其精确的定位和操作能力，能够将零部件准确无误地安装到指定位置，而工人则可以在旁边进行监督和调整，确保装配质量。
这种人机协作的方式不仅提高了装配效率，还降低了出错率。
在电子设备制造中，协作机器人可以用于组装手机、电脑等产品。
它们能够快速而准确地完成诸如贴片、插件等重复性工作，而工人则可以专注于更具创造性和复杂性的任务，如线路连接和调试。
二、在物料搬运中的应用物料搬运是机械制造中一项繁重且重复性高的工作，容易导致工人疲劳和受伤。
协作机器人的出现有效地解决了这个问题。
协作机器人可以轻松地搬运各种重量和形状的物料，从原材料到成品，从零部件到整机。
它们能够在狭小的空间内灵活移动，避开障碍物，准确地将物料送达目的地。
在工厂的仓库中，协作机器人可以与工人一起进行货物的装卸和存储。
机器人可以根据预设的程序，将货物从运输车辆上卸下，并放置到指定的货架上。
在需要取出货物时，它们也能迅速准确地找到并取出。
此外，协作机器人还可以与自动化输送设备配合使用，实现物料的连续搬运和配送，提高整个物流系统的效率。
三、在焊接作业中的应用焊接是机械制造中常见的工艺，对焊接质量和精度要求较高。
协作机器人在焊接作业中的应用，能够提高焊接的稳定性和一致性。
协作机器人可以配备先进的焊接设备和传感器，能够根据不同的焊接要求，自动调整焊接参数，确保焊缝的质量。
机器人在军事领域中的应用与展望
机器人在军事领域中的应用与展望随着科技的不断进步，机器人已不再是科幻电影中的角色，而是正式进入了人们的生活，并且有着越来越广泛的应用。
在军事领域中，机器人的应用也越来越广泛，并且有着巨大的发展前景。
一、机器人在军事领域中的应用1.作战机器人作战机器人是指用于军事作战的自主行动的机器人。
作战机器人在空中、陆地和水下等各种环境中都有着广泛的应用。
在陆地上，它们能够执行侦察、排雷、放置炸药等任务。
在空中，它们能够进行空中侦察、攻击、飞行任务等。
在水下，它们能够执行水下搜索、水下扫雷等任务。
2.救援机器人救援机器人主要用于人道主义救援、灾害救助和紧急救援等工作。
这种机器人能够快速准确地搜索被困人员的位置，同时也能够在危险环境中探测和预警。
此外，救援机器人还能够承担拖运、清理、救援伤员、运送物资等一系列救援任务。
3.运输机器人运输机器人主要用于能源、物资、武器、弹药等方面的物料运输。
在战争中，这些机器人可以承担包括补给物资、给养、武器装备、弹药等在内的物资保障任务。
这些机器人在无人区、以及高海拔、高纬度等极端环境中也能够发挥其特殊的运输作用。
二、机器人在军事领域中的展望1.提高战斗效率随着人工智能的不断发展和普及，未来的作战机器人将会更加具有智能化和自主性。
这将大大提高战斗效率和优化兵力结构。
通过作战机器人的普及，地面上的士兵将会面对更少的风险，从而使作战效果大大提高。
2.拓展任务领域机器人的出现和普及，将会使军事任务领域得到更广泛的发展和拓展。
例如对于敌军重要目标的定位和打击，以及在沙漠和高山上寻找敌人等难以人力完成的任务，机器人将会发挥出无可比拟的作用。
3.技术推广随着机器人在军事领域中的广泛应用，机器人技术也将会得到广泛的推广。
机器人技术所涉及的领域极其广泛，例如机械学、电子学、软件学、控制学等等。
这些技术在军事应用中得到广泛的推广和应用，将会带来技术领域的跨越式发展。
4.降低战争风险随着机器人技术的进一步发展，机器人将会变得越来越智能和自主化。
协作机器人的研究现状与与技术发展分析
协作机器人的研究现状与与技术发展分析刘洋;孙恺【摘要】随着机器人技术的发展,人机协作成为了可能.多款新概念协作机器人的问世不仅为工业乃至服务业提供了新思路,还让协作机器人成为机器人领域最热门的研究方向之一.其中协作机器人的设计、应用及安全性问题正受到普遍关注.本文对协作机器人的发展现状进行了较为全面的回顾并对其技术现状和未来发展趋势进行了讨论.【期刊名称】《北方工业大学学报》【年(卷),期】2017(029)002【总页数】10页(P76-85)【关键词】人机协作;工业机械臂;轻量机器人【作者】刘洋;孙恺【作者单位】北方工业大学机械与材料工程学院,100144,北京;北方工业大学机械与材料工程学院,100144,北京【正文语种】中文【中图分类】TP241.2近年来，人机协作成为了工业机器人领域最热门的研究方向之一，人与机器协作完成生产任务也十分符合人们对于未来工厂的憧憬．有专家预测，未来十年协作机器人市场将迎来爆炸式发展．2016年3月，国际标准化组织针对协作机器人发布了最新的工业标准，其中对“协作(collaborative operation)”进行了定义：“一个特定设计的机器人系统与一名操作者在同一工作环境下协同工作的状态．”[1]同时进一步明确了安全设计准则．符合标准的协作机器人将足够安全，不再需要防护栏进行隔离．它可与人近距离合作，不仅节省了工作空间，还能满足新兴消费级电子行业小型化、精细化的需求，大大提高工作效率．因此，面对机遇与挑战，对协作机器人进行系统深入的研究，对实现“工业4.0”，助力“中国制造2025”都具有重大现实意义．1 协作机器人发展历程近几年协作机器人获得了广泛关注，其概念的首次提出早在20世纪90年代．1995年通用汽车基金会(General Motor Foundation)赞助了一个项目，试图找到一种方法使机器人变得足够安全以便可以和工人协同工作．1996年，美国西北大学的2位教授J. Edward Colgate和Michael Peshkin首次提出了协作机器人的概念并申请了专利[2]．其实在此之前，部分类似协作机器人的研究就已经在一些重点科研机构中展开，并取得了一些阶段性的成果．孵化于麻省理工学院的Barrett Technology公司于1990年成立，其任务是设计研发世界上第一台触觉机器人手臂，该项目也得到了美国能源部、美国国家航空航天局及美国国家卫生基金会的大力支持[3]．1995年5月，WAM机械臂首次在美国国家航空航天局肯尼迪航天中心公开亮相，如图1所示．图1 Barrett的WAM以及DLR的三代轻量机械臂德国宇航中心的机器人学及机电一体化研究所从1991年开始研发轻量机器人LWR(light weight robot)．为完成两年后的ROTEX空间站任务，使宇航员在地球上能够拥有与太空中对应的机器人进行任务训练[4]，该中心于1991年研制出了第一代轻量机器人LBR I．随着研发的不断深入，LBR II(1998)[5]与LBRIII(2003)[6]相继问世，如图1所示．2003年，在德国联邦科教部的支持下，该中心与KUKA联手，产品向工业协作机器人转型．从2004年的Robo Assistant到今天人们熟知的LBR iiwa(intelligent industrial work assistant)，无一不是两个机构智慧与合作的结晶．2005年，协作机器人在工业应用中迎来发展契机．由欧盟第六框架计划资助的小中型企业项目于2005年3月开始实施．该项目旨在通过机器人技术增强中小型企业劳动力水平，降低成本，提高竞争力．其中，SME robot项目由德国顶级自动化技术应用研究所之一——弗劳恩霍夫协会制造技术与自动化研究所(FhG-IPA)负责承担，同时参与该项目的还有德国宇航中心(DLR)、瑞典隆德大学工程系(LTH)、其他大学及科研机构、IT公司、软件开发商以及咨询公司[7]．同年，Universal Robots在丹麦成立．图2 Motoman的SDA10、SIA102006年，日本安川电机公司机器人分部(Motoman)将双臂机器人引入欧洲市场[8]．其推出的SDA系列与SIA系列轻型机械臂，如图2所示，与现在的主流协作机器人在结构与外观上已相差无几．但当时的Motoman更倾向“机器换人”及“多机器人协作”，而非“人机协作”，因此这2个系列机器人只能做到机器之间的相互协作，而无法与人共享工作环境．即便如此，这在当时依然引起了不小的轰动．2008年，Universal Robots推出了世界上第一款符合当前意义的协作机器人UR5，之后又推出了UR10(2012)以及UR3(2015)．随着UR系列异军突起，协作机器人市场的大门被打开，以“四大家族”为首的传统工业机器人企业纷纷将目标指向了这一新领域．KUKA的LBR iiwa(2013)、ABB的Yu Mi(2014)、FANUC的CR-35iA(2015)以及Motoman的HC10(2015)，每当这些产品在各大工业会展中亮相时，都能引来各界的广泛关注．与此同时，许多新兴科技企业也如雨后春笋般，积极投身到协作机器人的研发之中．代表产品有rethink robotics的baxter(2012)和sawyer(2015)，其独特的人机交互功能让人印象深刻，以及Kinova Robotics专为服务业及残疾人设计的JACO2(2015)．2016年3月，国际标准化组织针对协作机器人发布了最新的工业标准——ISO/TS 15066:Robots and robotic devices-Collaborative robots．作为支持ISO 10218的补充文档，该标准进一步明确了协作机器人的设计细节及系统安全技术规范，所有协作机器人产品必须通过此标准认证才能在市场上发售[9]．由此，协作机器人在标准化生产的道路上步入正轨．2 国际主流协作机器人简介目前的协作机器人市场仍处于起步发展阶段．现有公开数据显示，来自全球的近20家企业公开发布了近30款协作机器人．根据结构及功能，本文选取了7款极具代表性的协作机器人进行简要介绍，其中包括Universal Robots的UR5、KUKA的LBR iiwa、ABB的YuMi、FANUC的CR-35iA、Motoman的HC10、rethink robotics的sawyer以及Kinova Robotics的JACO2．2.1 UR5UR5六轴协作机器人是Universal Robots于2008年推出的全球首款协作机器人，有效负载5kg，自重18kg，臂展850mm，外接Teach Pendant控制器，支持拖动示教，UR系列机器人如图3所示．图3 UR系列UR5具有编程简单、安装迅速、部署灵活、安全可靠等特点[10]，其超高的性价比让人印象深刻．UR5采用其自主研发的Poly Scope机器人系统软件，该系统操作简便，容易掌握，即使没有任何编程经验，也可当场完成调试并实现运行．正常情况下，UR机器人的安装只需2～3小时，可以安装在桌面上，也可以安装在设备上，甚至天花板上，极大限度提升了设备的使用灵活性从而提高了生产效率．结构上采用模块化关节设计，通过监测电机电流变化获取关键的关节力信息，实现力反馈，从而在保证安全性的同时摆脱了力矩传感器，生产成本大大降低，极大程度提高了市场竞争力．UR机器人目前已得到一些知名企业的认可并进入生产线与工人协同作业．Volkswagen于2013年将UR机器人整合投入其萨尔茨吉特引擎生产工厂的大规模生产线中．这是Volkswagen在全球首次使用协作机器人[11]．东风雷诺汽车有限公司将UR10机器人用于发动机装配线上．这是中国汽车发动机装配线首次使用协作型机器人[12]．除此之外，全球知名汽车零部件供应商Lear Corporation Limited以及ODM代工公司纬创资通也将UR机器人引入了各自的生产线中，实现了工作优化．2.2 LBR iiwaLBR iiwa七轴协作机器人是KUKA与DLR于2013年联合推出的第五代轻型机械臂，该机器人于2014年11月上海工博会正式面向中国发布[13]．LBR iiwa具有2种型号：LBR iiwa 7有效负载7kg，自重约23.9kg，臂展800mm；LBR iiwa 14有效负载14kg，自重约29.9kg，臂展820mm．2种机器人均外接KUKA smartPAD控制器，支持拖动示教．与iiwa类似的协作机器人有Schunk的LWA 4D以及KBee的FRANKA EMIKA，如图4所示．图4 七轴协作机器人LBR iiwa专为工业设计，具有灵活、安全、灵敏、精确等特点．机身采用全铝制材料，不但减轻了重量，还提高了安全性．流线型的外观设计体现了力与美的结合，同时消除了由棱角带来的挤压与剪切所造成的安全隐患．LBR iiwa的全部7个关节均配备了高性能的集成力矩传感器，体积小，灵敏度高．当运行中发生意外接触时，iiwa能实现立即减速，避免伤害．精度方面，所有齿轮单元均采用系统化精度设计及一流的制造工艺，这使得iiwa的重复度达到±0.1mm．通过导入力矩信号，LBR iiwa能够在路径控制中实现独特的平滑运动，这也使操作者在拖动示教过程中能够顺利将机器人摆放至最佳姿态，手把手“教会”机器人如何高效率地工作．2016年7月，福特汽车公司(Ford Motor Company)展示了其应用于德国科隆Fiesta工厂中的LBR iiwa．在工作中，该协作机器人能够帮助工人安装汽车减震器，确保减震器放置的准确性、快速性，减少了工人的负担．2.3 YuMiYuMi(IRB 14000)是ABB推出的全球第一款双臂协作机器人，如图5所示．YuMi 的设计与研发始于2009年，2015年4月德国汉诺威工业博览会上正式面向市场发售．YuMi整体重量38kg，单臂7轴冗余设计(双臂14轴)，有效负载0.5kg，臂展500mm，外接IRC5控制器，支持拖动示教．YuMi专为消费级电子产业设计，具有极高的精度、安全性及灵活性．每只手臂均可高效模仿人类动作，既可单独作业，也可实现臂与臂的协作．其末端工具速度最高可达1.5m/s，位置重复度高达0.02mm．由于末端速度较快，YuMi在安全性方面引入了许多独特的设计．机械臂骨骼采用轻质钢化镁材料，表面包裹了柔软的漂浮塑料．当发生意外接触或碰撞时，机械臂能在几毫秒内停止运动，同时塑料层也能很大程度上吸收接触力，起到减震防护作用．YuMi在保证安全性的同时兼顾了工作效率，大大提高了协作机器人在工业生产中的实用性．图5 YuMi2.4 CR-35iA2015年11月的上海工博会，FANUC在中国地区正式推出全球负载最大的六轴协作机器人CR-35iA，如图6所示．其自重990kg，有效负载35kg，臂展1813mm，外接R-30iB控制器，支持拖动示教．图6 基于传统结构的六轴协作机器人CR-35iA可以说是协作机器人中的“绿巨人”．为实现高负载，FANUC公司没有采用轻量化设计，而是在传统工业机器人的基础上进行了改装升级．虽然在结构上与传统工业机器人极为相似，但CR-35iA整个机身由绿色软护罩包裹，内置iRVision视觉系统，同时具有意外接触停止功能，这使得机器人能够很好地缓和冲击力，防止人被夹住，从而实现与人共享工作环境．得益于其高负载，CR-35iA 可协同工人完成重零件的搬运及装配工作，例如组装汽车轮胎或往机床搬运工件等．FANUC公司在CR-35iA之后进行了轻量化产品补充．以CR-35iA为基础，他们陆续推出了CR-4iA、7iA及7iA/L，负载/臂展分别为4kg/550mm、7kg/717mm以及7kg/911mm．整个系列产品灵活配置，能够充分满足不同工况的需求，同时保持操作上的一致性．市面上类似的产品还有Precise Automation的PAVP6，如图6所示．2.5 HC10HC10六轴协作机器人是Motoman的最新产品，也是其推出的第一款协作机器人，初次亮相于2015年12月的东京“2015国际机器人展”．HC10有效负载10kg，臂展1200mm，外接YRC 1000控制器，支持拖动示教．其他类似的协作机器人有ABB的Roberta、Schunk的LWA 4P、F&P Personal Robotics的P-Rob®2R以及MABI的Speedy 6，如图7所示．图7 当前流行的六轴协作机器人HC10在外形设计上无夹点或棱角，表面包裹了一层柔软的蓝色橡胶材料以吸收意外碰撞产生的接触力．所有关节都配备了精密的力/力矩传感器，一旦检测到与操作者的意外接触，机器人就会立即停止工作．除上述特点外，HC10的最大特色在于其具备多种工作模式．“协作模式”下，HC10将最大程度上保证操作者的安全，运行速度会受到限制；当切换至“高速工业模式”时，机械臂运行速度将大幅提升，工作效率也将达到传统工业机器人水平，因此该模式下也要采取必要的安全措施，如进行安全区域监测，设置防护栏等．为获得工业机器人国际安全标准“ISO/TS15066”的认证，HC10正在接受评估，预计2017年正式发售．2.6 sawyer2015年3月，Rethink Robotics公司继baxter之后推出了其第二代智能协作机器人sawyer，如图8所示．sawyer具有7个转动关节，自重19kg，有效负载4kg，臂展1260mm．无外接控制设备，所有按键及显示屏均在机器人本体上，操作灵活、简单、直观．图8 sawyer、baxterRethink Robotics对协作机器人见解独到，设计新颖别致．sawyer采用了功率和力度受限的柔性机械臂设计，每个关节都配备了高分辨率的力度传感器以及串联弹性驱动器．这不仅保证了安全，还极大程度提高了机械臂的柔顺度及依从性，使人操作起来轻松顺手．sawyer具有极高的自适应精确度，能够在半结构化的环境中有效完成公差为0.1mm的实际应用．此外，sawyer还拥有一个强大的嵌入式视觉系统，顶部摄像头用以获得广阔的视野，腕部的Cognex摄像头配合机器人定位系统可实现机器人的实时动态定位．sawyer最大的特点莫过于它那张让人印象深刻的“脸”——一块置于基座上方的显示屏，这也是rethink robotics最具标志性的设计．当用户配置参数时，屏幕上会显示相关信息，当机器人开始工作时，屏幕上就会出现一双“眼睛”．这双眼睛时刻盯着当前的工作位置，配合眉毛组成丰富的表情，界面显示当前工作是否顺利．这种人性化的交互界面以最直观的方式实现了机器人工作状态的实时监控，同时为枯燥的工业生产增添了许多乐趣．sawyer应用广泛，在电路板测试、物料处理、包装以及生产线加载等领域均具备较强的工作能力．截止目前，通用电气公司(GE)已将sawyer机器人部署于北卡罗来纳州亨德森维尔的GE照明工厂中．Steelcase也将sawyer部署于密歇根州大溪城的工厂，以配合焊接机器辅助生产．2.7 JACO22015年，Kinova Robotics推出其最新款6轴带3根手指机械臂JACO2，如图9所示．机械臂连杆部分采用碳纤维材料，整体重量5.2kg，有效负载1.3kg，臂展900mm，配备简易遥控装置，包括一个3自由度摇杆及7个按键．JACO2协作机器人主要用于服务行业及残疾人辅助事业．服务业方面，JACO2在移动操作、医疗、物流及研究领域都有广泛应用．轻巧精致的机械臂能够搭载于绝大多数移动平台，其能耗较低，不会影响到平台自身性能．机械臂的模块化配置及驱动器的低后坐力使其能够很好地帮助医生进行手术．机械臂能自动完成探测抓取操作或协助工人工作，提高工作效率，改善工作质量．在辅助残疾人方面，根据全球不同地区的轮椅空间特点，JACO2可选择安装在轮椅座位支架旁的合适位置．为便于移动，多数情况下控制器会安装在轮椅的另一侧．机器人可以帮助使用轮椅的残障人士独立完成许多日常活动，如吃饭、喝水、擦脸、开门、按按钮(如电梯)、捡东西、作画等．JACO2在全球范围内销售，目前在荷兰，已有超过150名用户利用协作机器人实现了独立生活．图9 JACO23 核心零部件绝大多数协作机器人在设计上都要遵循轻量化安全设计准则，因此对关节集成度提出了非常高的要求，所需核心零部件也与传统工业机器人有很大区别，如中空伺服电机、谐波减速器[14]、模块化编码器、伺服驱动器以及安全控制器等，如图10所示．正是这些核心零部件决定了一台协作机器人的结构及性能．图10 核心零部件电机是机器人的动力来源，直接影响其有效负载、工作半径等关键参数．传统工业机器人大多使用交流伺服系统，工艺成熟，可选范围广．协作机器人通常要在内部走线，必须使用中空电机．除了科尔摩根(Kollmorgen)的产品外，目前市面上还没有非常合适的替代品．在涉及防护功能的安全控制器方面，市面上虽然也有不少现成的产品，但大多是面向流程工业的安全PLC．这些控制器不但价格昂贵，还无法实现协作机器人的某些专用安全功能，如速度限制，力矩限制，空间限位等．对于谐波减速器、模块化编码器以及伺服驱动器等也有同样的问题．由于协作机器人是近两年的新兴产物，很多关键零部件还没有实现大规模生产，不仅选择受限，价格也十分昂贵，这就对开发人员提出了很高要求．因此，协作机器人的设计绝不是简简单单的零件拼凑，而是要将尽可能多的零部件集成在尽可能小的空间内，其中涉及很多细节问题，任何疏忽都会造成严重后果，直接影响产品的定型和生产．4 国内发展现状2015年底，由北京大学工学院先进智能机械系统及应用联合实验室、北京大学高精尖中心研制的人机协作机器人WEE先后在上海工博会、深圳高交会、北京世界机器人博览会上参展亮相，表现抢眼[15]．WEE双臂协作机器人具有高负载自重比(1∶2)、全方位动态补偿控制方法、完整的力控制策略运用、先进的智能人机界面等特点．它不仅拥有独立自主知识产权，还是一台具备国际先进水平的高带宽、轻型、节能工业协作机器人，目前WEE正处于产业推广阶段．商业上，我国协作机器人成品化进程相对较晚，但也取得了一些可喜的成果，如新松、大族、遨博、达明机器人等都相继推出了自己的协作机器人，如图11所示．在2015年11月的上海工博会上，我国最大的机器人产业化基地、机器人产业的龙头企业——沈阳新松自动化股份有限公司推出了国内首款高端7轴人机协作机器人[3]．这款柔性多关节机器人具有快速配置、牵引示教、视觉引导、碰撞检测等功能，具备高负载及低成本的有力优势，能够满足用户对于投资回报周期短及机器人产品安全性、灵活性及人机协作性方面的需求．图11 国产协作机器人2016年的上海工博会，大族电机携最新产品Elfin六轴协作机器人精彩亮相．机械臂采用模块化安装，装配快捷，控制简单，维修方便，成本较低．其自重21kg，额定负载5kg，重复精度可达±0.1mm，能够满足生产需求．作为协作机器人，Elfin可配合工人工作，也可用于集成自动化产品线、焊接、打磨、装配、搬运、拾取、喷漆等工作场合，应用灵活广泛．5 发展前景及研究方向2002年，Rodney Brooks(rethink robotics现任董事长兼CTO)曾预言：“到2020年，机器人将遍及我们的生活．”[16]他的这一观点随后得到了世界首富的回应，Bill Gates在2007年表示，不久“机器人就会进入千家万户”[17]．有人将2016年称为协作机器人元年．根据巴克莱银行(Barclays Bank)的预测，到2025年，全球协作机器人的销售额将从2015年的1.16亿美元增长到115亿美元．协作机器人主要面向中小型企业，全球中小型企业约600万家，占全球制造业的近七成．因此协作机器人在工业领域的增长方向十分清晰，如果包括在服务业中的尝试与拓展，巴克莱的预测也许仅仅是“保守估计”．面对如此广阔的市场前景，许多企业及科研机构都加紧了对协作机器人的研究与开发工作，主要在以下4个方面：1)人机交互．人与机器交流互动是实现人机协作的关键．这里的“交互”并不仅仅停留于语音或肢体层面，更多是指广义上的控制与反馈．在控制手段上，目前多数协作机器人依然保留了传统工业机器人的控制模式，即配备专门的控制面板．一些创新产品，如baxter、sawyer以及FRANKA EMIKA已经在一定程度上脱离了对外部设备的依赖，实现了由“台式机”向“一体机”的转变．在控制方法上，可拓展空间巨大．传统方法是使用控制器编辑指令对机器人运动进行控制[18]，如今随着人与机械臂的近距离接触，拖动示教(“手把手教”)已被广泛应用．其中部分机器人还集成了视觉系统，机器人可通过“观察”进行学习和调整[19]．此外，还有研究人员利用惯性测量单元(IMU)对机器人进行体感示教，让机器人实现与人的非接触同步运动，这在对精度要求不高的服务业非常实用．目前最受关注的当数协作机器人在人工智能领域的探索．随着AlphaGo的强势表现，人工智能尤其是深度学习[20]在全球掀起了一股狂潮，让协作机器人具备自学能力已成为各企业及科研机构的热门选题．2)安全性研究．安全是人与机器共享工作环境的前提．对于协作机器人的安全性研究，ABB的科研人员做出了突出贡献．首先，他们对人与机器的接触部位及受伤类型进行了分类，提出了风险评估方法[21-22]；其次他们进行了碰撞实验[23]，故障诊断及故障隔离[24]；最近他们又提出了以安全为硬约束的运动控制策略[25]．完备的理论及实验支撑，让YuMi在安全性方面得到了业内的一致好评．除此之外，许多其他科研人员也进行了广泛深入的研究，其中包括对协作机器人在工作过程中保持高度依从性[26]的研究，以及利用残余信号探测人与机器是否接触，并利用深度传感器确定接触位置[27]的研究等．相信随着研究的深入，人与机器共处将不再有任何心理负担，同时能更高效地协同完成工作任务．3)动力学研究．动力学一直以来都是机器人领域的重点研究方向．尤其在协作机器人当中，准确获取外部力信息成为其运动控制及安全防护的关键．较为直观的方法是在每个关节都安装力矩传感器进行测量，进而估算出机器人末端的外部力[28]．这种方法对硬件设计要求较高，在实际生产当中成本也很大．因此，不少研究人员正努力通过其他方法进行力测量以摆脱传感器的束缚．例如，有研究人员利用干扰观测器进行机器人末端外部力及各关节的干扰力矩的估算[29]；还有研究者通过获取电机的电流/转矩及关节转角信号重建外部力信息[30]．随着动力学的深入研究，协作机器人成本将进一步降低，更多柔性材料将会被引入，大大提高协作机器人的安全性与灵活性．4)结合特定产品的研究．近年来，协作机器人发展势头迅猛，许多产品不仅为工业生产提供了新思路，还为高校及科研院所提供了新的实验平台．结合特定产品的研究在各地高校展开，形式多种多样．其中包括对产品内部参数的研究，如对KUKA LWR4+动力学参数的研究[31]，以及对baxer的DH运动学模型重建[32]；以产品为实验平台结合其他设备或技术的研究，如以KUKA LWR-IV为平台结合Kinect传感器对机器人避障的研究[33]，以及以baxter为平台结合人体工程学问题对机械臂运动人性化的研究[34]；还有对产品应用的拓展，如为baxter增加下棋功能[35]，以及利用baxter进行高度可变性材料的研究[36]等．如果将协作机器人硬件结构进行细分，研究方向还包括结构设计、外观设计、控制器设计、模块化关节设计、关键零部件设计等，在此就不一一赘述．6 结语协作机器人是近两年刚刚兴起的一个研究热点，虽已有多款产品问世，但仍有许多问题亟待解决．首先，目前对协作机器人系统的理论研究仍处于发展阶段，尚没有一套成熟的理论作指导．其次，目前协作机器人的生产成本普遍较高，部分核心零部件需要专门订做，价格不菲．此外，关于协作机器人的应用尚没有明确定位，协作机器人能干什么，最适合干什么，怎样跟人配合工作效率最高等，都没有一个定量的回答．对于国内而言，问题更多，挑战更大．由于起步较晚，国内机器人领域人才资源匮乏，组建高水平的机器人团队并非易事．此外，由于技术条件限制，关键零部件的国产化目前还没有完全实现，如果采用进口零部件，成本势必大大提高，。