一、什么是遙控機器人
遙控機器人是(shi)一種(zhong)能夠通過外部控制(zhi)與(yu)環境進行移動和交互(hu)的(de)裝置。遙(yao)控機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)有(you)許多不同(tong)的(de)類型,從簡(jian)單的(de)兒童玩(wan)具到先進的(de)科研機(ji)(ji)器(qi)。遙(yao)控機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)不同(tong)于自主機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren),因為(wei)自主機(ji)(ji)器(qi)人(ren)(ren)可(ke)以(yi)在沒(mei)有(you)人(ren)(ren)控制(zhi)的(de)情況(kuang)下工作,但前者需要操(cao)作員提供命令。
"機(ji)器(qi)人(ren)(ren)"一(yi)詞來自(zi)捷克語(yu)"機(ji)器(qi)人(ren)(ren)",意思是"工作或勞動"。人(ren)(ren)們數百年來一(yi)直試圖建造機(ji)械工人(ren)(ren)。例如,意大利(li)著名(ming)發明家達芬奇在15世(shi)紀(ji)就為機(ji)械機(ji)器(qi)人(ren)(ren)勾(gou)畫了草圖。直到19世(shi)紀(ji)和20世(shi)紀(ji)的技(ji)術進步,遙控(kong)機(ji)器(qi)人(ren)(ren)才成為可能。
存在多種(zhong)遠程機(ji)(ji)器(qi)人,所有這些都需要連(lian)接到操作(zuo)員。基本的(de)遙(yao)控機(ji)(ji)器(qi)人使用物理電(dian)纜或電(dian)線將移動設備連(lian)接到控制(zhi)器(qi)。遙(yao)控玩具,如兒童(tong)汽車(che)和(he)拖拉機(ji)(ji),簡(jian)單形(xing)式的(de)例(li)子。通過(guo)電(dian)纜連(lian)接到計算機(ji)(ji)的(de)工業焊接機(ji)(ji)器(qi)人是一個更高級的(de)例(li)子。
機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)不(bu)一(yi)定需要與操作(zuo)員的(de)物理連接(jie)(jie)。遙控(kong)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)使用(yong)無(wu)線(xian)連接(jie)(jie)代(dai)替(ti)實際(ji)的(de)電(dian)纜遙控(kong)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)的(de)控(kong)制(zhi)信號(hao)可(ke)以使用(yong)紅(hong)外線(xian)、無(wu)線(xian)電(dian)頻(pin)率或超聲波傳輸。遙控(kong)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)的(de)第一(yi)個例(li)子是由(you)尼古拉·特(te)斯拉于(yu)1898年(nian)發明的(de),他制(zhi)造了(le)一(yi)個由(you)無(wu)線(xian)電(dian)信號(hao)引導的(de)魚雷(lei)。無(wu)人(ren)駕駛飛(fei)行(xing)器(qi)(qi)(UAV)等(deng)軍(jun)事發展是遙控(kong)機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)的(de)現代(dai)例(li)子由(you)無(wu)線(xian)電(dian)控(kong)制(zhi)。
無論采用何種控制方法,遠程機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)系統都有(you)許(xu)多優(you)點(dian),因為(wei)遠程機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)能夠在(zai)惡劣或(huo)危險(xian)(xian)(xian)的(de)環境(jing)中(zhong)操作(zuo),這將使(shi)人(ren)類(lei)處于(yu)危險(xian)(xian)(xian)之(zhi)中(zhong)。例如,遠程操作(zuo)的(de)水下機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)(ROV)被(bei)水下科學家用來(lai)潛入數千英尺的(de)水下高技術的(de)遙控潛水器(qi)(qi)已經被(bei)用于(yu)探索諸(zhu)如泰(tai)坦尼克(ke)號(hao)和俾(bi)斯麥號(hao)這樣的(de)沉(chen)船,這些沉(chen)船的(de)深度是人(ren)類(lei)潛水員無法到達(da)的(de)。遠程機(ji)(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)還允(yun)許(xu)警(jing)察部門解除(chu)炸彈的(de)武裝,而不會(hui)使(shi)人(ren)類(lei)警(jing)官處于(yu)危險(xian)(xian)(xian)之(zhi)中(zhong)。
遠(yuan)程(cheng)機器(qi)人也是太空探索(suo)的一(yi)個主要(yao)部(bu)分各國都使用被稱為"漫(man)游者"的機器(qi)人來(lai)探索(suo)包(bao)括月球和火星在內的空間位置。漫(man)游者通(tong)常(chang)使用射頻信號來(lai)接收指(zhi)令,就(jiu)像一(yi)個簡單的遙(yao)控車一(yi)樣。然而,由(you)于控制漫(man)游者所(suo)涉及的距離,控制信號必須非常(chang)強大,并且(qie)可能(neng)需要(yao)幾分鐘才能(neng)成功(gong)到達遠(yuan)程(cheng)機器(qi)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)科學技術(shu)的(de)需要而(er)產(chan)生并逐步發展起來(lai)的(de),迄今已有(you)(you)(you)二十多年的(de)歷史(shi)。不少國(guo)家在(zai)遙控(kong)機器(qi)人(ren)及其(qi)有(you)(you)(you)關設備的(de)研制(zhi)工(gong)作(zuo)中(zhong)相繼投入(ru)了艱大力量(liang),使(shi)其(qi)結構日臻完善,性能(neng)不斷(duan)提高。由于它(ta)的(de)主體操作(zuo)設備——伺服主從操作(zuo)機具有(you)(you)(you)不同(tong)于其(qi)它(ta)操作(zuo)機的(de)優良(liang)的(de)雙向力反應(ying)特性,所(suo)以不僅被核(he)(he)工(gong)業(ye)(ye)中(zhong)的(de)許多部門廣泛采(cai)用,而(er)且應(ying)用范圍已遠遠超出了核(he)(he)領(ling)域,在(zai)工(gong)業(ye)(ye)、深海、醫(yi)學及空間(jian)技術(shu)等(deng)非核(he)(he)領(ling)域中(zhong),同(tong)樣有(you)(you)(you)著廣闊(kuo)的(de)應(ying)用前(qian)途。
對于(yu)那些操(cao)(cao)作(zuo)程序(xu)可(ke)以(yi)預知的或者動作(zuo)簡單舊長時(shi)間熏復性操(cao)(cao)作(zuo)任務,使用程序(xu)控制(zhi)的工(gong)業機(ji)器(qi)人更為適宜;而(er)對于(yu)那些所要求的操(cao)(cao)作(zuo)動作(zuo)簡單,但負載較為沉(chen)重的工(gong)作(zuo)對象,則(ze)應(ying)使用以(yi)動力操(cao)(cao)作(zuo)機(ji)為主(zhu)體的遠距(ju)離操(cao)(cao)作(zuo)設備(bei)。只有在那些所要求的操(cao)(cao)作(zuo)動作(zuo)復雜(za),而(er)且操(cao)(cao)作(zuo)程序(xu)難以(yi)預知,需要由操(cao)(cao)縱人員隨時(shi)作(zuo)出(chu)判斷(duan)和反應(ying)的遠距(ju)離操(cao)(cao)作(zuo)任務中,才最適宜使用遙控機(ji)器(qi)人。例(li)如:設備(bei)的安裝(zhuang)、調整、拆卸、更換、檢查、修理(或修補),深海(hai)和宇(yu)宙(zhou)空間的科學考察以(yi)及不載人云(yun)載工(gong)具的駕駛(shi)等(deng)等(deng)。