一、什么是遙控機器人
遙控機器人是一種能夠通過外部控制(zhi)與環境進(jin)行移動和交(jiao)互的裝置。遙控機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)有許多不同的類型,從簡單的兒(er)童玩(wan)具到先(xian)進(jin)的科研(yan)機(ji)(ji)器(qi)(qi)。遙控機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)不同于自主(zhu)機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren),因為自主(zhu)機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ren)(ren)可(ke)以(yi)在沒有人(ren)(ren)(ren)控制(zhi)的情況下工作(zuo),但前者(zhe)需要(yao)操作(zuo)員提供命令(ling)。
"機器(qi)(qi)人(ren)"一(yi)詞來自(zi)捷克語"機器(qi)(qi)人(ren)",意思是"工作(zuo)或勞動"。人(ren)們(men)數百年來一(yi)直試圖建(jian)造機械(xie)工人(ren)。例如,意大利著名發明家達芬奇在15世紀就為機械(xie)機器(qi)(qi)人(ren)勾(gou)畫了草(cao)圖。直到19世紀和20世紀的技術進(jin)步(bu),遙控機器(qi)(qi)人(ren)才(cai)成為可能。
存在多種遠程機器人,所有這些都需要(yao)連接(jie)(jie)到(dao)操(cao)作員。基本的遙控(kong)機器人使用物(wu)理電(dian)纜(lan)或電(dian)線將(jiang)移動設(she)備連接(jie)(jie)到(dao)控(kong)制(zhi)器。遙控(kong)玩具,如兒童汽車和拖拉(la)機,簡單形式的例子。通過電(dian)纜(lan)連接(jie)(jie)到(dao)計算機的工業焊(han)接(jie)(jie)機器人是一個更高級(ji)的例子。
機(ji)器不(bu)一定需(xu)要與操作員的(de)物理連(lian)接(jie)。遙(yao)控(kong)機(ji)器人使用無線連(lian)接(jie)代替實(shi)際(ji)的(de)電(dian)纜遙(yao)控(kong)機(ji)器人的(de)控(kong)制(zhi)信號可以(yi)使用紅外線、無線電(dian)頻率或超(chao)聲波(bo)傳(chuan)輸。遙(yao)控(kong)機(ji)器人的(de)第(di)一個例子是由(you)尼(ni)古拉(la)·特斯拉(la)于1898年發明(ming)的(de),他制(zhi)造了一個由(you)無線電(dian)信號引導(dao)的(de)魚雷。無人駕(jia)駛飛行(xing)器(UAV)等軍事發展是遙(yao)控(kong)機(ji)器人的(de)現代例子由(you)無線電(dian)控(kong)制(zhi)。
無論采用(yong)何種控制(zhi)方(fang)法,遠(yuan)程(cheng)機(ji)器人(ren)系統都有許多優點,因為(wei)遠(yuan)程(cheng)機(ji)器人(ren)能夠在惡劣或危(wei)險的環境中(zhong)(zhong)操作(zuo),這(zhe)(zhe)將使(shi)人(ren)類(lei)(lei)處于危(wei)險之中(zhong)(zhong)。例如(ru),遠(yuan)程(cheng)操作(zuo)的水下(xia)機(ji)器人(ren)(ROV)被水下(xia)科學家(jia)用(yong)來潛入數千英尺的水下(xia)高(gao)技術(shu)的遙控潛水器已經被用(yong)于探(tan)索諸如(ru)泰坦尼克號(hao)和俾(bi)斯麥(mai)號(hao)這(zhe)(zhe)樣的沉(chen)船(chuan),這(zhe)(zhe)些沉(chen)船(chuan)的深度是人(ren)類(lei)(lei)潛水員無法到達(da)的。遠(yuan)程(cheng)機(ji)器人(ren)還允許警察部(bu)門解除炸彈的武裝(zhuang),而不(bu)會(hui)使(shi)人(ren)類(lei)(lei)警官處于危(wei)險之中(zhong)(zhong)。
遠程機器(qi)(qi)人(ren)也是(shi)太空(kong)探索(suo)的一(yi)個主(zhu)要部分各(ge)國都使用被稱為"漫游者(zhe)"的機器(qi)(qi)人(ren)來探索(suo)包括月(yue)球(qiu)和(he)火星(xing)在內的空(kong)間位置。漫游者(zhe)通常(chang)使用射(she)頻信號來接收指(zhi)令,就像(xiang)一(yi)個簡單的遙控車一(yi)樣。然(ran)而,由(you)于控制漫游者(zhe)所涉(she)及的距離,控制信號必須非常(chang)強大(da),并(bing)且(qie)可能需要幾(ji)分鐘(zhong)才能成(cheng)功到達遠程機器(qi)(qi)人(ren)。
二、遙控機器人的應用范圍
遙控機器人最早是為了適應(ying)(ying)原(yuan)子(zi)能科學技術(shu)的需要(yao)而產生并(bing)逐步發展起來的,迄今已有(you)(you)二十多年的歷史。不(bu)少國家在(zai)遙控(kong)機器人及(ji)其有(you)(you)關設備(bei)的研制(zhi)工作(zuo)中(zhong)(zhong)相(xiang)繼(ji)投入了艱大(da)力量,使其結構日臻(zhen)完善,性(xing)能不(bu)斷(duan)提(ti)高。由于(yu)它的主體操作(zuo)設備(bei)——伺(si)服主從操作(zuo)機具有(you)(you)不(bu)同于(yu)其它操作(zuo)機的優良(liang)的雙向力反應(ying)(ying)特性(xing),所以不(bu)僅(jin)被核工業(ye)(ye)中(zhong)(zhong)的許(xu)多部門廣泛采(cai)用,而且應(ying)(ying)用范圍(wei)已遠遠超(chao)出了核領域,在(zai)工業(ye)(ye)、深(shen)海、醫學及(ji)空間技術(shu)等(deng)非核領域中(zhong)(zhong),同樣有(you)(you)著廣闊的應(ying)(ying)用前途。
對于那(nei)些(xie)操(cao)作(zuo)(zuo)程(cheng)序(xu)可(ke)以預(yu)知的(de)或(huo)者動作(zuo)(zuo)簡單舊長時間熏復性(xing)操(cao)作(zuo)(zuo)任(ren)務(wu),使用(yong)程(cheng)序(xu)控制的(de)工業機(ji)器人(ren)(ren)更為(wei)適宜(yi);而對于那(nei)些(xie)所要(yao)求的(de)操(cao)作(zuo)(zuo)動作(zuo)(zuo)簡單,但(dan)負載(zai)較為(wei)沉(chen)重(zhong)的(de)工作(zuo)(zuo)對象(xiang),則應(ying)使用(yong)以動力操(cao)作(zuo)(zuo)機(ji)為(wei)主體的(de)遠(yuan)距離操(cao)作(zuo)(zuo)設(she)備。只有在那(nei)些(xie)所要(yao)求的(de)操(cao)作(zuo)(zuo)動作(zuo)(zuo)復雜,而且操(cao)作(zuo)(zuo)程(cheng)序(xu)難(nan)以預(yu)知,需要(yao)由操(cao)縱人(ren)(ren)員隨時作(zuo)(zuo)出判斷和反應(ying)的(de)遠(yuan)距離操(cao)作(zuo)(zuo)任(ren)務(wu)中,才最適宜(yi)使用(yong)遙控機(ji)器人(ren)(ren)。例如(ru):設(she)備的(de)安裝、調整、拆卸、更換、檢查、修(xiu)理(或(huo)修(xiu)補),深海和宇宙空間的(de)科學考察以及(ji)不載(zai)人(ren)(ren)云(yun)載(zai)工具(ju)的(de)駕駛(shi)等等。