工業(yè)機器人崛起：如何保證人類在與其安全交互？

“我會回來的。”

這可能是機器人講的最有名的句子。同時，它也可能并非推銷機器人的最佳手段，因為“終結(jié)者”可做任何事情，但其行為類似于一個友好的人類。幸運的是，“終結(jié)者”只是科幻小說，Arnie在第二部電影中還拯救了人類。但是讓我們從娛樂轉(zhuǎn)向正題，看看人類如何從與工廠自動化中涉及的不同類型的機器人的交互中受益，并且在與他們合作時仍然感到安全。畢竟，根據(jù)國際機器人聯(lián)合會的說法，到2018年，大約有130萬個工業(yè)機器人將被引入世界各地的工廠，歐洲工廠的比例最高。

行業(yè)在以下五個領(lǐng)域考慮使用工業(yè)機器人：

工業(yè)機器人類別

介紹人機交互的示例之前，讓我們看看今天在工廠自動化中使用的前三種機器人。

工業(yè)機器人處理焊接、碼垛和提升等任務(wù)。它們固定在地板、天花板或墻上。位于控制柜內(nèi)部的控制單元控制機器人。工業(yè)機器人與人的交互示例如下：工業(yè)機器人在產(chǎn)品上完成工作步驟后，人類開始取貨并因此需要進入機器人的工作區(qū)域。

物流機器人用于倉庫，其中機器人取貨并將其帶到包裝站，或者機器人將貨物從公司所在的一棟建筑物運輸?shù)搅硪粭澖ㄖ?。這些機器人在特定環(huán)境中移動，并且需要用于定位和映射的大量傳感器以及用于防止碰撞的傳感器。

協(xié)作機器人旨在與人類直接交互。與工業(yè)機器人的區(qū)別在于機器人和人類同時在同一對象上工作。一個示例是協(xié)作機器人在操作者的工作臺上方握持對象，如此以來，它可以移動并任意轉(zhuǎn)動對象用于視覺檢查，并在必要時執(zhí)行微調(diào)任務(wù)。協(xié)作機器人通常固定在桌子上，并且像工業(yè)機器人一樣由控制單元控制。

人機交互的挑戰(zhàn)

由于人類通常呆在機器人周圍，人機交互的大問題是：對于我們?nèi)祟悂碇v，如何保持這種交互的安全性。并肩工作的同時，如何防止碰撞或事故？每個機器人類型的挑戰(zhàn)可能完全不同。

工業(yè)機器人設(shè)計旨在快速、準(zhǔn)確地執(zhí)行任務(wù)。機器人手臂內(nèi)的電機接收信號并執(zhí)行。通常，機器人手臂不具備用于感測其環(huán)境的特征。它只是執(zhí)行命令并移動到編程位置，不管途中是否存在一個對象。因此，為了防止事故，工業(yè)機器人通常在受保護的環(huán)境中操作。一個常見的設(shè)置是在機器人手臂周圍放置光柵。光柵的輸出連接到控制柜，其將檢測光柵是否穿過并關(guān)閉機器人臂。另一種設(shè)置是在機器人手臂周圍放置圍欄并監(jiān)視圍欄門的鎖。

物流機器人通常在人類可能在其周圍的環(huán)境中操作。因此，機器人不僅需要用于定位和映射的傳感器，而且需要用于檢測人的傳感器?？梢允褂贸暡?、紅外或LIDAR等感測技術(shù)。除了用于防止碰撞的傳感器之外，還需要備用傳感器。如果機器人碰到物體，機器人內(nèi)部的開關(guān)機械打開，關(guān)閉機器人，直到操作者再次進入操作模式。這對確保機器人停止，以防電子傳感器內(nèi)部出現(xiàn)故障很有必要。

最復(fù)雜的交互發(fā)生在人和協(xié)作機器人之間。必須確保在機器人手臂與人或任何物體之間發(fā)生碰撞的情況下，機器人手臂中集成的傳感器立即關(guān)閉機器人。如果一個傳感器或其后的電子電路發(fā)生故障，機器人也會關(guān)閉。因此，機器人制造商必須在機器人系統(tǒng)中實現(xiàn)冗余，以快速檢測并防止任何可能的碰撞情況。

希望此博客可以終結(jié)您對人機互動的焦慮，并支持機器人的興起。如果您想更詳細(xì)地了解工廠自動化中的機器人，只需等待，因為“我會回來。

德國慕尼黑電子展（electronica）的FRANKA演示

TI在德國慕尼黑電子展上展示了FRANKA EMIKA工業(yè)機器人手臂，展示了未來機器人將會承擔(dān)由商業(yè)人士執(zhí)行的更簡單的任務(wù)，但這處于一個工業(yè)環(huán)境中。此處，您可觀看在electronica使用TI集成電路的機器人的YouTube視頻，及另一個顯示機器人手臂的Greg Peake的視頻：

其他信息

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是否想將3D渡越時間添加到機器人上？此視頻將會重點講解實現(xiàn)工業(yè)機器人自主導(dǎo)航并避免碰撞的ToF 3D傳感器。

開始使用這些TI參考設(shè)計：

帶 PRU-ICSS的多協(xié)議工業(yè)以太網(wǎng)檢測用于工業(yè)自動化參考設(shè)計。

帶PRU-ICSS的實時以太網(wǎng)跟蹤器參考設(shè)計。

多協(xié)議數(shù)字位置編碼器主接口參考設(shè)計與PRU-ICSS上的AM437x。

用于Sitara AM57x處理器Gb以太網(wǎng)和PRU-ICSS的EtherCAT（R）主參考設(shè)計。

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