移动机器人机械臂控制方法研究与设计文献综述

文献综述

1.移动机器人的研究背景随着现代工业的发展，移动机器人在形形色色的行业中规模得到逐步扩大，在服务、医疗、教育、娱乐等诸多领域得到广泛应用，机器人已经成为目前最具发展潜力的方向，工业机械臂也成为当前人工智能技术的主要产品。

而智能机器人离不开机器视觉系统，也就相当于眼睛对外界环境的测量与判断，通过摄像头将被摄目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标物体的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

同样，移动机械臂也发展迅速，视觉传感系统可以感知获得机械臂的外部环境信息，将其与机械臂系统进行结合得到的机械臂视觉伺服系统通过视觉感知信息构建视觉闭环控制回路[1]，使得机器人系统可以适应更加复杂的工作环境，更具有智能性。

移动机械臂在工业上的应用前景开始明朗起来，很多机器人厂商开始推出自己的移动机械臂。

1.1机械臂国内外研究现状1.1.1国外机械臂研究现状 欧洲的德国，北美的美国以及亚洲的日本的机械臂技术水平在全球范围内属于一种高精尖的水准，自从历史上第一台机械臂诞生于美国至今，它仍是机械臂领域的尖端国家。

日本相较于另外两个国家，其实对于机械臂的研发起步也比较晚，但是值得一提的是日本率先完成了对无人车间的实现，同时在生产机械臂的数量以及质量上都可以和美国相提并论，日本也被称之为机器人王国[2]。

从工业机器人制造企业来看，日本的发那科（FANUC）、安川电机（YASKAWA）、德国的库卡（KUKA）和瑞士的ABB是全球主要的工业机器人供应商，被称为四大家族，占据全球约 50% 的市场份额，更是占据了我国70% 左右的市场份额，几乎垄断了机器人高阶领域。

四大家族在各个技术领域内各有所长，安川电机公司的核心领域是伺服系统和运动控制器，在全球安装了超过40万个Motoman工业机器人，1500万个伺服器和2600万个变频器驱动器，为每个行业和机器人应用提供自动化产品和解决方案，其中包括：电弧焊机器人，点焊机器人，处理/组装机器人，生物医学机器人等；发那科的核心是数控系统，公司提供超过100种机器人模型，各种工业机器人，其有效载荷范围从0.5kg至2300kg，可满足任何应用或行业的需求。

库卡的核心是控制系统和机械本体，在汽车，电子，物流和消费品行业提供服务，提供适用于各种行业和应用的工业机器人；ABB的核心领域是控制系统，在53个国家/地区拥有客户，并在全球范围内为各种行业安装了超过40万台机器人[3]。