灵活的编程技术，帮助开发高能效腿轮混合式运动机器人。它能够在平坦的地面快速顺畅的移动，也可以稳定地通过崎岖的表面。

国立台湾大学设计的Quattroped腿轮混合式移动平台。图片来自美国国家仪器公司。　　

        集成化的硬件和软件可以帮助移动机器人的设计。该款移动机器人使用了两种地面运动中最常用的方法：腿和轮。
　　融合了轮毂结构在平面上移动的优势以及腿式结构在复杂路面上的优势，国立台湾大学生物机器人实验室（BioRoLa）团队目标是设计一款同时适应平面和复杂路面的混合式机器人。同绝大多数混合平台采用分离机制，轮子和腿具有各自的执行元件相比，这款Quattroped腿轮混合式移动机器人使用了“转换机制”，通过对自身部分结构进行变形处理，使之转换为轮或者是腿。
　　从几何学的角度来说，轮式结构通常具有圆形边缘，中心具有旋转轴。边缘与地面接触，而旋转轴与机器人身体上的一点连接CONTROL ENGINEERING China版权所有，这个点也就是所谓的“关节”。由于大部分轮式驱动的运动都是在平面上进行，轮连续旋转，而轮的接地点与关节的距离是固定的。与之相反，在腿式结构驱动的运动中，腿周期性的活动，但是在关节和接地点之间没有特别的几何属性。运动过程中腿的相对位置不断变化。
　　将关节从圆周运动的中心移出、把连续旋转运动改变为其他的运动模式，意味着运动从轮式驱动模式转变为腿式驱动模式。这就需要一种机制，可以直接控制圆周边缘与相应关节的相对位置控制工程网版权所有，进而生成轮式驱动和腿式驱动运动。因为圆周是二维的控制工程网版权所有，加入两个自由度（DOF）可以在半径的方向上调整关节与圆周中心的相对位置。两个自由度的运动是互相垂直的，可以在轮式和腿式中使用相同的执行功率。
　　机器人相关的计算主要是由一款400 MHz的实时嵌入式控制系统完成，其回路运行速率是1 kHz，装备运行频率为10 kHz的现场可编程门阵列（FPGA）嵌入式底座。实时控制系统微处理器可以通过标准的IEEE 802.11无线协议，与远程控制（RC）桌面计算机进行通讯。FPGA连接数字和模拟输入/输出模块，可以同机器人传感器和执行器实现通讯。
　　机器人传感器包括电机上的温度传感器和用于健康状态监控的功率放大芯片、用于电力管理的电压和电流测量传感器、用于腿轮配置校准的霍尔效应传感器、6轴惯性测量装置（IMU）和双轴机体状态测量倾斜计、以及三台测量地面清洁度的红外线距离传感器。同时，还使用GPS、视觉传感器和激光测距仪，提高机器人的识别能力。执行元件包括8台直流有刷电机用于驱动、两台高扭矩远程控制伺服电机用于前腿-轮调整、四台小型远程伺服和四台小型直流有刷电机用于腿轮转换。
　　新型码垛机器人

带钳爪的ABB IRB 460型码垛机器人。　　

        ABB机器人部门新近推出了两款码垛机器人、三款码垛夹具和两款易用型编程软件，让码垛作业更加简单、快速和高效。
　　ABB机器人产品集团副总裁Joe Campbell，认为现在“满足集成商和消费者对于码垛解决方案需求”的方法更多了。
　　IRB 460型码垛机器人体积紧凑，设计称重能力为110公斤（242.5磅），工作高效，每小时可以循环工作2190次。这款4轴机器人设计用于高速生产线末端码垛和包裹码垛，工作直径为2.4米。ABB宣称，与竞争对手相比，该产品的空间占用减少了20%，工作速度提高了15%
　　IRB 760型机器人：设计用于大量全层装载，工作负载可以达到450公斤（992磅），工作直径为3.2米。与竞争对手相比，它的扭转惯性更大，可以更快的旋转更重更大的产品。它尤其适合装载饮料、建筑材料和化工产品。
　　ABB RobotStudio Palletizing PowerPac软件，可以在个人计算机上运行。它可以帮助用户对ABB机器人和装载钳的运作进行配置、仿真和编程。ABB宣称，该款软件非常易于使用。
　　3D空间视觉提供灵活可升级的视觉向导

Motoman机器人公司的MotoSight 3D空间视觉系统，可以提供六个位置角度、摆放信息、多个校准信息以及Motoman机器人2到4毫米的精度，从而加强零件拾取、箱体移动和自动配套功能。　　

        Motoman机器人公司的MotoSight 3D空间视觉系统，可以提供六个位置角度、摆放信息、多个校准信息以及Motoman机器人2到4毫米的精度，从而加强零件拾取、箱体移动和自动配套功能。MotoSight 3D具有一个向导视窗，可以通过简单的照相机和机器人校准过程与用户实现互动，然后加载系统需要追踪的零件的标准CAD文件。校准文件可以与C、C++和MATLAB的机器人实时控制程序连接。
　　Motoman机器人公司市场与国际集团副总裁Roger Christian说：“得益于联合机器人公司的空间视觉机器人软件，我们现在可以根据客户的要求，以2D产品的价格提供定制化的3D视觉向导。
　　联合机器人公司首席执行官David Peters说：“精确、易于安装的3D视觉系统，使用现货型照相机，成本只是传统系统的零头。通过与Motoman的合作，我们已经为工业机器人开发出了一套3D向导系统CONTROL ENGINEERING China版权所有，可以从多个方面强化物料处理工作性能。”
　　新型多轴机器人：灵活性更高、周期更短
　　三菱电机的Melfa RV-2SDB是一款紧凑、高速、功能强大的机器人，搬运工作负载为2公斤（4.41磅）（最大负载为3公斤或6.61磅），工作循环周期可以低至0.6秒。公司宣称，这款竖直型多轴铰接机器臂可以大幅提升多个行业的装配和生产能力，其快速运动功能和独特的设计提高了周转次数。设计增大了在更大运动空间内的自由度，使用三菱电机的软件编程简单，可以轻松实现集成和重新部署。
　　机器臂相比上一代产品更加紧凑，最大的工作直径增加到504毫米（19.84英寸）。手臂的长度和形状经过了特别优化，具有最大的灵活性。拍打式手臂结构将最小工作半径减少到了139.5毫米（5.5英寸），肘部设计的改良又减少了对于底部空间的影响。肩部运动扩展到了负侧，因此机器手臂可以向后旋转。在无需改变机器人方向的情况下就增加了工作空间，消除了不必要的运动、缩短了工作周期。腕部的设计更加小巧，整个手臂张开的角度可以很小。而摆动的区域左右可以达到240度，整个运动区域达到480度。

三菱电机的RV-2SDB工作周期低至0.6秒CONTROL ENGINEERING China版权所有，也就是一眨眼的时间。图片来自今年2月在Automate 2011大会上的现场展示。

　　高速降低了工作周期，最大的联合速度可以达到每秒4400毫米（每秒14.4英尺），而J4、J5和J6三条轴的速度得到了大幅提升，相比三菱电机RB-3SDB这一代产品加快了10%。通过精确的手臂设计和先进伺服控制，RV-2SDB直线运动的精确度极高，位置重复度在±0.02毫米之间。
　　该产品可以用于地轴架、顶棚或者加装在墙壁上。
　　文章编号：1109-13
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