“我會(huì)回來(lái)的。”

這可能是機(jī)器人講的最有名的句子。同時(shí)，它也可能并非推銷(xiāo)機(jī)器人的最佳手段，因?yàn)?ldquo;終結(jié)者”可做任何事情，但其行為類(lèi)似于一個(gè)友好的人類(lèi)。幸運(yùn)的是，“終結(jié)者”只是科幻小說(shuō)，Arnie在第二部電影中還拯救了人類(lèi)。但是讓我們從娛樂(lè)轉(zhuǎn)向正題，看看人類(lèi)如何從與工廠自動(dòng)化中涉及的不同類(lèi)型的機(jī)器人的交互中受益，并且在與他們合作時(shí)仍然感到安全。畢竟，根據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)的說(shuō)法，到2018年，大約有130萬(wàn)個(gè)工業(yè)機(jī)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(gè)領(lǐng)域考慮使用工業(yè)機(jī)器人：

工業(yè)機(jī)器人類(lèi)別

介紹人機(jī)交互的示例之前，讓我們看看今天在工廠自動(dòng)化中使用的前三種機(jī)器人。

工業(yè)機(jī)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(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人與人的交互示例如下：工業(yè)機(jī)器人在產(chǎn)品上完成工作步驟后，人類(lèi)開(kāi)始取貨并因此需要進(jìn)入機(jī)器人的工作區(qū)域。

物流機(jī)器人用于倉(cāng)庫(kù)，其中機(jī)器人取貨并將其帶到包裝站，或者機(jī)器人將貨物從公司所在的一棟建筑物運(yùn)輸?shù)搅硪粭澖ㄖ?。這些機(jī)器人在特定環(huán)境中移動(dòng)，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(jī)器人旨在與人類(lèi)直接交互。與工業(yè)機(jī)器人的區(qū)別在于機(jī)器人和人類(lèi)同時(shí)在同一對(duì)象上工作。一個(gè)示例是協(xié)作機(jī)器人在操作者的工作臺(tái)上方握持對(duì)象，如此以來(lái)，它可以移動(dòng)并任意轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)象用于視覺(jué)檢查，并在必要時(shí)執(zhí)行微調(diào)任務(wù)。協(xié)作機(jī)器人通常固定在桌子上，并且像工業(yè)機(jī)器人一樣由控制單元控制。

人機(jī)交互的挑戰(zhàn)

由于人類(lèi)通常呆在機(jī)器人周?chē)?，人機(jī)交互的大問(wèn)題是：對(duì)于我們?nèi)祟?lèi)來(lái)講，如何保持這種交互的安全性。并肩工作的同時(shí)，如何防止碰撞或事故？每個(gè)機(jī)器人類(lèi)型的挑戰(zhàn)可能完全不同。

工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)旨在快速、準(zhǔn)確地執(zhí)行任務(wù)。機(jī)器人手臂內(nèi)的電機(jī)接收信號(hào)并執(zhí)行。通常，機(jī)器人手臂不具備用于感測(cè)其環(huán)境的特征。它只是執(zhí)行命令并移動(dòng)到編程位置，不管途中是否存在一個(gè)對(duì)象。因此，為了防止事故，工業(yè)機(jī)器人通常在受保護(hù)的環(huán)境中操作。一個(gè)常見(jiàn)的設(shè)置是在機(jī)器人手臂周?chē)胖霉鈻拧９鈻诺妮敵鲞B接到控制柜，其將檢測(cè)光柵是否穿過(guò)并關(guān)閉機(jī)器人臂。另一種設(shè)置是在機(jī)器人手臂周?chē)胖脟鷻诓⒈O(jiān)視圍欄門(mén)的鎖。

物流機(jī)器人通常在人類(lèi)可能在其周?chē)沫h(huán)境中操作。因此，機(jī)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(cè)人的傳感器?？梢允褂贸暡?、紅外或LIDAR等感測(cè)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(jī)器人碰到物體，機(jī)器人內(nèi)部的開(kāi)關(guān)機(jī)械打開(kāi)，關(guān)閉機(jī)器人，直到操作者再次進(jìn)入操作模式。這對(duì)確保機(jī)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(jī)器人之間。必須確保在機(jī)器人手臂與人或任何物體之間發(fā)生碰撞的情況下，機(jī)器人手臂中集成的傳感器立即關(guān)閉機(jī)器人。如果一個(gè)傳感器或其后的電子電路發(fā)生故障，機(jī)器人也會(huì)關(guān)閉。因此，機(jī)器人制造商必須在機(jī)器人系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)冗余，以快速檢測(cè)并防止任何可能的碰撞情況。

希望此博客可以終結(jié)您對(duì)人機(jī)互動(dòng)的焦慮，并支持機(jī)器人的興起。如果您想更詳細(xì)地了解工廠自動(dòng)化中的機(jī)器人，只需等待，因?yàn)?ldquo;我會(huì)回來(lái)。

德國(guó)慕尼黑電子展（electronica）的FRANKA演示

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

其他信息

在electronica中持續(xù)關(guān)注與TI有關(guān)的視頻、博客文章和新聞的最新信息。

了解有關(guān)TI和工業(yè)機(jī)器人及自動(dòng)化機(jī)械的更多信息。

是否想將3D渡越時(shí)間添加到機(jī)器人上？此視頻將會(huì)重點(diǎn)講解實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人自主導(dǎo)航并避免碰撞的ToF 3D傳感器。

開(kāi)始使用這些TI參考設(shè)計(jì)：

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

帶PRU-ICSS的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)跟蹤器參考設(shè)計(jì)。

多協(xié)議數(shù)字位置編碼器主接口參考設(shè)計(jì)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(jì)。

查看Industry 4.0的最新內(nèi)容。