网控机器人技术及其控制系统的研究状况第24卷第3期北京工商大学(自然科学版)Vo1.24No.32006年5月JournalofBei激ngTechnologyandBusinessUniversity(NaturalScienceEdition)May2006:1671—1513(2006)03—0032—05网控机器人技术及其控制系统的研究状况刘振宝,辛洪兵,王文静(北京工商大学机械自动化学院,北京100037)摘要:网控机器人是传统机器人和网络技术的结合.阐述了网控机器人在国内外的研究现状,讨论了网控机器人的控制特点和几种控制方法,并从网络技术在机器人学中不同的应用方向及不同的技术侧重点,简述了网控机器人的主要研究内容,提出了网控机器人存在的一些问题.关键词:网络;机器人;网控机器人;控制系统:TP24文献标识码:AInternet的迅速发展不仅使社会经济结构和人们的生活方式发生了巨大的变化,同时也给新世纪的机器人研究和开发开辟了新方向.把机器人接入网络,使网络拥有能够对环境进行操作的终端执行能力,可以极大地拓展网络和机器人的应用范围.Internet与机器人相连,推动了信息领域与机器人领域的融合.网控机器人系统结合了传统的机器人控制技术与先进的网络通讯技术.它可以被应用于危险环境下的远程作业,远程医疗,远程教学,远程监护以及传统生产模式的改造等众多方面,具有广阔的应用前景.因此,基于Internet的远程控制机器人系统的研究成为当今世界的一个前沿课题和热点问题.1网控机器人的研究现状1.1国外的研究状况基于网络的机器人的思想是由美国南加州大学KenGoldberg于1994年首先提出的.其最初的构想是给公众提供可通过Internet访问的遥控机器人,让多个用户对其进行远程操作.他们建立了第一个基于web浏览器的网络控制机器人系统.操作者通过web浏览器登录到加州大学的MercuryProject主页,使用鼠标与键盘控制一台SCARA机器人在半圆形的沙堆中进行物品挖掘.同期,西澳大利亚大学的KennethTaylor也发布了一个可通过Internet访问,基于web的具有6个自由度的遥操作机械手臂.机器人可以根据远程用户发出的控制请求,来控制机械手搬运和搭建积木[2].继上述两者之后,越来越多的科学家和研究机构投入到基于网络的机器人技术的研发工作中.英国Bradford大学工业技术系于1996年研制了可以通过Internet进行控制的天文望远镜.用户可以在线控制望远镜的角度和焦距,并将观测结果通过E～mail发送给用户.美国wilkeS大学M.R.Stein也成功实现了将一台用于画图的PuMA760机器人与Internet连接,使用户可以在线画图.基于Web的遥操作机器人系统现在被更多的利用在自主式移动机器人领域,它所具有的自主性和移动性的特点将在更高程度上满足人们对远程空间探索的要求.1998年,CarnegieMellon大学研发的Xaiver是第一个可通过网络进行控制的自主移动机器人.在此项研究中,通过Internet可以控制移动机器人在楼内各个房间运动,完成传送文件的任务.国外对于网络机器人的研究做了大量工作,国内也开始了基于Internet的机器人控制方面的研究.1.2国内的研究现状近几年,我国863高科技发展计划和国家自然收稿日期:2005—12—15作者简介:刘振宝(1981一),男,硕士研究生,安徽合肥人,主要从事机器人技术研究;辛洪兵(1968一).男.教授,辽宁庄河人,主要从事谐波传动,机器人与仿生技术研究第24卷第3期刘振宝等:网控机器人技术及其控制系统的研究状况基金会重点资助了与网控机器人方面有关的项目,并且已取得了相关的研究成果.我国如中科院沈阳自动化研究所机器人实验室,哈尔滨工业大学,清华大学,同济大学等国内高校和科学院所都已开展了基于Internet的远程控制机器人系统的研究.例如哈尔滨工业大学2000年完成了一项通过网络遥控指挥机器人工作的国家863计划项目,并且现在正在开展一项国家863研究项目"基于Internet的多机器人操作系统"的课题.但是,在我国目前还没有出现为大众开放的基于Internet的远程控制机器人控制站点和运用实例.2网控机器人的特点和常用控制方法2.1网控机器人的特点网控机器人的研究思想是:把网络技术和机器人技术融合起来,从系统的角度来进行研究开发.通过计算机网络的发展来扩展机器人控制系统的多样性,使机器人的控制系统可以与网络互连的其他智能设备进行交互,协作,从而使信息,数据的获取和共享以...