一、什么是遙控機器人
遙控機器人是一(yi)種(zhong)能夠(gou)通過外部控(kong)制(zhi)與(yu)環(huan)境(jing)進(jin)行(xing)移(yi)動和(he)交互(hu)的裝置。遙控(kong)機器(qi)人(ren)有許多不同的類(lei)型,從簡單的兒童(tong)玩具到先進(jin)的科研機器(qi)。遙控(kong)機器(qi)人(ren)不同于自(zi)主(zhu)機器(qi)人(ren),因為自(zi)主(zhu)機器(qi)人(ren)可以在沒有人(ren)控(kong)制(zhi)的情(qing)況下工作(zuo)(zuo),但前者需要操作(zuo)(zuo)員(yuan)提(ti)供命令。
"機(ji)(ji)器人(ren)(ren)"一詞來(lai)自捷克(ke)語"機(ji)(ji)器人(ren)(ren)",意(yi)思是"工作或勞動"。人(ren)(ren)們數百年來(lai)一直(zhi)試圖建造機(ji)(ji)械(xie)工人(ren)(ren)。例如(ru),意(yi)大利著(zhu)名發明(ming)家達芬奇在15世(shi)紀就為(wei)機(ji)(ji)械(xie)機(ji)(ji)器人(ren)(ren)勾畫了草圖。直(zhi)到(dao)19世(shi)紀和20世(shi)紀的技(ji)術(shu)進步,遙控(kong)機(ji)(ji)器人(ren)(ren)才成為(wei)可能。
存在(zai)多種遠程機器(qi)人(ren),所有這(zhe)些都需(xu)要連(lian)接(jie)(jie)到(dao)操作員。基本的遙(yao)控機器(qi)人(ren)使用物理電(dian)纜(lan)或電(dian)線將移動(dong)設(she)備(bei)連(lian)接(jie)(jie)到(dao)控制器(qi)。遙(yao)控玩具,如(ru)兒童汽車和拖拉機,簡單形式的例(li)子(zi)(zi)。通過電(dian)纜(lan)連(lian)接(jie)(jie)到(dao)計算機的工業焊接(jie)(jie)機器(qi)人(ren)是一個更高級的例(li)子(zi)(zi)。
機(ji)器(qi)(qi)不一定需(xu)要與操作員的(de)(de)物理連(lian)(lian)接。遙(yao)控(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)使用(yong)無線連(lian)(lian)接代替實際(ji)的(de)(de)電纜遙(yao)控(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)的(de)(de)控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)信(xin)號(hao)可以使用(yong)紅外線、無線電頻率或超(chao)聲波(bo)傳輸。遙(yao)控(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)的(de)(de)第(di)一個例(li)子是由(you)尼(ni)古拉(la)·特斯拉(la)于1898年(nian)發明的(de)(de),他制(zhi)造了一個由(you)無線電信(xin)號(hao)引導的(de)(de)魚雷。無人(ren)駕駛(shi)飛行器(qi)(qi)(UAV)等軍事發展是遙(yao)控(kong)(kong)(kong)(kong)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)的(de)(de)現代例(li)子由(you)無線電控(kong)(kong)(kong)(kong)制(zhi)。
無論采用何種控(kong)制方法,遠程(cheng)機器人系(xi)統(tong)都有許(xu)多優(you)點,因為(wei)遠程(cheng)機器人能夠在惡劣或危險的環境(jing)中(zhong)操(cao)作,這將使人類(lei)(lei)處(chu)于(yu)(yu)危險之中(zhong)。例如(ru),遠程(cheng)操(cao)作的水下(xia)機器人(ROV)被水下(xia)科學家(jia)用來潛(qian)入數千英尺的水下(xia)高技術(shu)的遙控(kong)潛(qian)水器已經(jing)被用于(yu)(yu)探(tan)索諸(zhu)如(ru)泰(tai)坦尼克號和俾(bi)斯麥號這樣的沉船,這些沉船的深(shen)度是(shi)人類(lei)(lei)潛(qian)水員無法到(dao)達的。遠程(cheng)機器人還允許(xu)警(jing)察部門解除(chu)炸彈的武裝,而(er)不(bu)會(hui)使人類(lei)(lei)警(jing)官處(chu)于(yu)(yu)危險之中(zhong)。
遠(yuan)程機器人也是太空探(tan)索的(de)一個主要部分各國都使用被(bei)稱為"漫游者"的(de)機器人來(lai)探(tan)索包(bao)括月球(qiu)和火星在(zai)內的(de)空間位置(zhi)。漫游者通常使用射頻信號來(lai)接收(shou)指令,就(jiu)像一個簡單的(de)遙控車一樣。然而,由于控制漫游者所涉及的(de)距離,控制信號必須非常強大,并且可(ke)能需(xu)要幾分鐘才(cai)能成功到達遠(yuan)程機器人。
二、遙控機器人的應用范圍
遙控機器人最早是為了適應(ying)原子能(neng)科學(xue)技(ji)術的(de)(de)需要而產生并逐步發展起來的(de)(de),迄今已有(you)二十多年的(de)(de)歷史。不(bu)少國家在(zai)遙控(kong)機(ji)器人及其(qi)有(you)關設(she)(she)備的(de)(de)研制工作(zuo)中相繼投入(ru)了艱大(da)力量,使其(qi)結(jie)構日臻(zhen)完(wan)善,性(xing)能(neng)不(bu)斷提高(gao)。由于它(ta)的(de)(de)主(zhu)體操作(zuo)設(she)(she)備——伺(si)服主(zhu)從操作(zuo)機(ji)具有(you)不(bu)同于其(qi)它(ta)操作(zuo)機(ji)的(de)(de)優良(liang)的(de)(de)雙向力反應(ying)特性(xing),所(suo)以不(bu)僅被核工業(ye)(ye)中的(de)(de)許多部門廣(guang)泛采用,而且應(ying)用范(fan)圍已遠遠超(chao)出了核領域,在(zai)工業(ye)(ye)、深(shen)海、醫學(xue)及空(kong)間技(ji)術等非核領域中,同樣有(you)著廣(guang)闊的(de)(de)應(ying)用前(qian)途。
對于(yu)那些操(cao)(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)程(cheng)(cheng)序(xu)可以預(yu)知的(de)(de)或者動作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)簡單(dan)舊(jiu)長時間熏(xun)復性操(cao)(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)任務(wu),使(shi)用(yong)程(cheng)(cheng)序(xu)控制的(de)(de)工業機器人(ren)(ren)(ren)更為(wei)適宜(yi);而對于(yu)那些所要(yao)求(qiu)的(de)(de)操(cao)(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)動作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)簡單(dan),但負(fu)載(zai)較為(wei)沉重(zhong)的(de)(de)工作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)對象,則應使(shi)用(yong)以動力(li)操(cao)(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)機為(wei)主體(ti)的(de)(de)遠(yuan)距離操(cao)(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)設(she)備。只(zhi)有在那些所要(yao)求(qiu)的(de)(de)操(cao)(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)動作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)復雜,而且操(cao)(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)程(cheng)(cheng)序(xu)難以預(yu)知,需要(yao)由(you)操(cao)(cao)(cao)縱人(ren)(ren)(ren)員(yuan)隨(sui)時作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)出判斷和(he)(he)反(fan)應的(de)(de)遠(yuan)距離操(cao)(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)任務(wu)中(zhong),才最適宜(yi)使(shi)用(yong)遙控機器人(ren)(ren)(ren)。例如:設(she)備的(de)(de)安裝(zhuang)、調整、拆卸(xie)、更換(huan)、檢查、修(xiu)理(或修(xiu)補),深海和(he)(he)宇宙(zhou)空間的(de)(de)科學(xue)考察以及(ji)不載(zai)人(ren)(ren)(ren)云載(zai)工具(ju)的(de)(de)駕駛等(deng)等(deng)。