什么是機(jī)器人控制系統(tǒng)？

如果僅僅有感官和肌肉，人的四肢還是不能動作。一方面是因?yàn)閬碜愿泄俚男盘枦]有去接收和處理，另一方面也是因?yàn)闆]有發(fā)出神經(jīng)信號，驅(qū)使肌肉發(fā)生收縮或舒張。

同樣，如果機(jī)器人只有傳感器和驅(qū)動器，機(jī)械臂也不能正常工作。原因是傳感器輸出的信號沒有起作用，驅(qū)動電動機(jī)也得不到驅(qū)動電壓和電流，所以機(jī)器人需要有一個控制器，用硬件坨和軟件組成一個的控制系統(tǒng)。

機(jī)器人控制系統(tǒng)的功能是接收來自傳感器的檢測信號，根據(jù)操作任務(wù)的要求，驅(qū)動機(jī)械臂中的各臺電動機(jī)就像我們?nèi)说幕顒有枰蕾囎陨淼母泄僖粯樱瑱C(jī)器人的運(yùn)動控制離不開傳感器。

機(jī)器人需要用傳感器來檢測各種狀態(tài)。機(jī)器人的內(nèi)部傳感器信號被用來反映機(jī)械臂關(guān)節(jié)的實(shí)際運(yùn)動狀態(tài)，機(jī)器人的外部傳感器信號被用來檢測工作環(huán)境的變化。

所以機(jī)器人的神經(jīng)與大腦組合起來才能成一個完整的機(jī)器人控制系統(tǒng)。

工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

控制器是機(jī)器人系統(tǒng)的核心，近年來隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，微處理器的性能越來越高，而價格則越來越便宜，目前市場上已經(jīng)出現(xiàn)了1－2美金的32位微處理器。高的微處理器為機(jī)器人控制器帶來了新的發(fā)展機(jī)遇，使開發(fā)低成本、性能高的機(jī)器人控制器成為可能。為了保證系統(tǒng)具有足夠的計(jì)算與存儲能力，目前機(jī)器人控制器多采用計(jì)算能力較強(qiáng)的ARM系列、DSP系列、POWERPC系列、Intel系列等芯片組成?！?

此外，由于已有的通用芯片在功能和性能上不能完全滿足某些機(jī)器人系統(tǒng)在價格、性能、集成度和接口等方面的要求，這就產(chǎn)生了機(jī)器人系統(tǒng)對SoC（SystemonChip）技術(shù)的需求，將特定的處理器與所需要的接口集成在一起，可簡化系統(tǒng)外圍電路的設(shè)計(jì)，縮小系統(tǒng)尺寸，并降低成本。例如，Actel公司將NEOS或ARM7的處理器內(nèi)核集成在其FPGA產(chǎn)品上，形成了一個完整的SoC系統(tǒng)。在機(jī)器人運(yùn)動控制器方面，其研究主要集中在美國和日本，并有成熟的產(chǎn)品，如美國DELTATAU公司、日本朋立株式會社等。其運(yùn)動控制器以DSP技術(shù)為核心，采用基于PC的開放式結(jié)構(gòu)。

工業(yè)機(jī)器人行業(yè)發(fā)展

現(xiàn)代機(jī)器人的起源上世紀(jì)中葉，以美國為代表的發(fā)達(dá)國家進(jìn)行了機(jī)器人方面的初步探索，50-60 年代，隨著機(jī)構(gòu)理論和伺服理論的發(fā)展，機(jī)器人進(jìn)入了使用化階段。在 1960 年誕生了首臺工業(yè)機(jī)器人，該機(jī)器人是由美國 AMF公司生產(chǎn)的圓柱坐標(biāo)型機(jī)器人。在60-70年代，德國和日本工業(yè)蓬勃發(fā)展，但是受戰(zhàn)后勞動力短缺的影響，開始工業(yè)機(jī)器人的初期研發(fā)。進(jìn)入 80 年代以后，計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)高速發(fā)展，使工業(yè)機(jī)器人具備反饋和初步感知能力，開始在工業(yè)中廣泛應(yīng)用。當(dāng)前伴隨信息產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，尤其是人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的突破，工業(yè)機(jī)器人朝著智能化的方向發(fā)展。