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从世界上第一台遥控机械手的诞生至今已有50年了,在这短短的几年里,伴随着计算机、自动控制 理论的发展和工业生产的需要及相关技术的进步,机器人的发展已经历了3代: e
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(1)可编程的示 教再现型机器人; T-pes1Wu
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(2)基于传感器控制具有一定自主能力的机器人; KWIH5* AM
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(3)智能机器人.作为机器人的核心部分,机器人控制器是影响机器人能的关键部分之一.它从一定程度上影响着机器人的发展.目 前,由于人工智能、计算机科学、传感器技术及其它相关学科的长足进步,使得机器人的研究在高水平 上进行,同时也为机器人控制器的能提出更高的要求. :eqDEmr>
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对于不同类型的机器人,如有腿的步行机器人与关节型工业机器人,控制系统的综合方法有较大差 别,控制器的设计方案也不一样.本文仅讨论工业机器人控制器问题. a]^hcKo4
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机器人控制器类型 p$^}g:
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机器人控制器是根据指令以及传感信息控制机器人完成一定的动作或作业任务的装置,它是机器人 的心脏,决定了机器人能的优劣. T-x1jC!B'
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从机器人控制算法的处理方式来看,可分为串行、并行两种结构类型. 7g1"s1~or
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2.1 串行处理结构 \},="
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所谓的串行处理结构是指机器人的控制算法是由串行机来处理.对于这种类型的控制器,从计算机 结构、控制方式来划分,又可分为以下几种: v2R41*z,
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(1) 单CPU结构、集中控制方式 sU"D%G
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用一台功能较强的计算机实现全部控制功能.在早期的机器人中,如Hero-I, Robot-I等,就采用这种结构,但控制过程中需要许多计算(如坐标变换),因此这种控制结构速度较慢. ],vUW#6$N
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(2) 二级CPU结构、主从式控制方式 j&n][=PL
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一级CPU为主机,担当系统管理、机器人语言编译和人机接口功能,同时也利用它的运算能力完成 坐标变换、轨迹插补,并定时地把运算结果作为关节运动的增量送到公用内存,供二级CPU读取;二级 CPU完成全部关节位置数字控制.这类系统的两个CPU总线之间基本没有联系,仅通过公用内存交换数 据,是一个松耦合的关系.对采用更多的CPU进一步分散功能是很困难的.日本于70年代生产的Motoman 机器人(5关节,直流电机驱动)的计算机系统就属于这种主从式结构. &