协作机器人——感知、交互、操作与控制技术 课件全套 刘星1-基础理论 ---8-操作控制.pptx

什么是协作机器人?

典型工业机器人典型协作机器人

协作机器人指的是一种能够在共享工作空间中实现物理人-机器人交互并执行协作任务的机器人

系统。

协作机器人正逐渐融入人类社会，与人类、其他机器人或非结构化环境等进行密切和复杂的交互。

协作机器人是下一代机器人的重要发展方向，其柔顺控制技术对于实现安全稳定的协作交互至关

重要。

协作机器人特点

传口大规模重复生产

统

机口简单繁重劳动

器口生产环境隔离

人

协

作口智能感知

机

器口人机协作

人口环境共融

传统工业机器人缺乏感知能力，柔顺性和安全性不足，无法适应新的工作模式；

协作机器人实现环境共融是未来机器人应用的主要形式，机器人的安全性和可操作性是协作机器人发展的核心

需求；

环境感知和交互行为控制是应对这一要求的关键技术。

协作传机器人特点

统

工

业

机

器

人

喷涂装配搬运

协

作

机

器

人

人机协作医疗康复拟人操作

环境感知技术：力觉感知，视觉感知，环境建模，场景理解等

交互控制技术：力位混合控制，阻抗控制，动态行为控制等

外力感知和交互控制是协作机器人非常重要的共性核心功能。

协作机器人特点

1、协作机器人通常具有质量轻、安全性高、对环境的感知适应性好，人机交互能力强等优点，能够

满足任务多样性和环境复杂性的要求，用于执行与未知环境和人发生交互作用的操作任务；

2、为了实现同外界环境和人的安全交互与协作，协作机器人既需要具有轻量化的机械本体结构，还

必须具备柔顺运动性能。

协作机器人分类

按用途分类

协作机器人按用途可分为工业协作机器人、服务协作机器人、医疗协作机器

人、特种协作机器人等。

按构型分类

固定式协作机器人、移动式协作机器人、车臂复合型协作机器人、无人机—

—机械臂复合型协作机器人等。

按负载分类

5kg负载、10kg负载等。

按人机距离分类

人机共生型协作机器人、人机近距离协作机器人、人机远程协作机器人。

国外协作机器人发展情况

协作机器人的想法起源于1995年GMMotorFoundation赞助的一个项目，旨在研

究如何辅助装配线上的操作人员更好地完成装配作业。研究人员提出采用机器人辅助操作

并找出使其足够安全的方法，以便机器人能与工人协同工作。1996年，美国西北大学的

Colgate教授和Peshkin教授发表论文首次提出了协作机器人概念。但是协作机器人快速

发展则是始于2005年由欧盟第六框架计划资助的SME(SmallandMedium-sized

Enterprises)机器人项目，并持续得到第七框架计划资助，ABB、KUKA等机器人厂商

均参加了该项目。

目前世界领先的协作机器人有优傲(UniversalRobots)公司的UR3、UR5、UR10,

KUKA公司的LBRiiwa,ABB公司的双臂协作机器人YuMi,FANUC公司的CR系列机器

人，以及Rethink公司的Baxter和Sawy