基于模块化关节轻型机械臂的研制

方红根， 杨 军

（上海电气集团股份有限公司中央研究院，上海200070）

自1962年美国研制出世界上第1台工业机器人以来，机器人技术及其产品发展很快，已成为柔性制造系统（Flexible Manufacturing System，FMS）、自动化工厂（Factory Automation，FA）、计算机集成制造系统（Computer Integrate Manufacture System，CIMS）的自动化工具。

随着工业机器人向更深、更广方向的发展以及机器人智能化水平的提高，机器人的应用范围还在不断扩大，已从汽车制造业推广到其他制造业。诸如采矿机器人、建筑业机器人以及水电系统维护维修机器人等各种非制造行业。此外，在国防军事、医疗卫生、生活服务等领域机器人的应用也越来越多，如无人侦察机（飞行器）、警备机器人、医疗机器人和家政服务机器人等均有应用实例。机器人正在为提高人类的生活质量发挥着重要作用。

在国外，工业机器人技术日趋成熟，已经成为一种标准设备而得到工业界广泛应用，从而也形成了一批在国际上较有影响力的、著名的工业机器人公司，如FUNUC，ABB，Staubli，SCHUNK 等都相继推出各种型号的工业机器人。这些公司已成为其所在地区的支柱性企业。

工业机器人都具有以下几个缺点：① 控制模式较为单一；② 负载自重比较低；③ 结构臃肿，占用空间大；④ 能耗大，不易安装。针对这些问题，进10多年来国外一些科研机构、公司针对一些特定的应用领域都在致力于研制一些质量更轻、负载自重比更大、功率更小、功耗更低，并同时具备位置、力、视觉的感知功能轻型臂。比较典型的有：①德国宇航 局 研 制 的 LWR 系 列 轻 型 臂[1－2]；……