一、什么是遙控機器人
遙控機器人是(shi)一(yi)種(zhong)能夠(gou)通過外部控(kong)制(zhi)與環境進行移動(dong)和交互(hu)的裝置。遙(yao)控(kong)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)有許多不同(tong)的類型,從簡單的兒童(tong)玩(wan)具到先進的科研機(ji)器(qi)(qi)。遙(yao)控(kong)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)不同(tong)于自主(zhu)機(ji)器(qi)(qi)人(ren),因為自主(zhu)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)可以在沒有人(ren)控(kong)制(zhi)的情況下工作,但前者需(xu)要操作員(yuan)提供命(ming)令。
"機器(qi)人(ren)"一(yi)詞來自捷克語"機器(qi)人(ren)",意思是"工作(zuo)或勞(lao)動"。人(ren)們(men)數百年來一(yi)直試圖建造(zao)機械工人(ren)。例如(ru),意大利著名發明家達(da)芬奇在15世(shi)紀(ji)就為機械機器(qi)人(ren)勾畫了草圖。直到19世(shi)紀(ji)和20世(shi)紀(ji)的技術進步,遙控機器(qi)人(ren)才成為可能(neng)。
存(cun)在多種遠程(cheng)機(ji)器人(ren)(ren),所有(you)這(zhe)些(xie)都需要連(lian)接(jie)(jie)(jie)到操作員。基本的(de)遙(yao)控機(ji)器人(ren)(ren)使用物理電(dian)(dian)纜(lan)或電(dian)(dian)線將移動設備連(lian)接(jie)(jie)(jie)到控制器。遙(yao)控玩具(ju),如兒童汽車(che)和(he)拖拉(la)機(ji),簡單形式的(de)例子。通(tong)過電(dian)(dian)纜(lan)連(lian)接(jie)(jie)(jie)到計算機(ji)的(de)工業焊(han)接(jie)(jie)(jie)機(ji)器人(ren)(ren)是一(yi)個(ge)更高(gao)級的(de)例子。
機(ji)器(qi)(qi)不(bu)一(yi)定(ding)需要與操作(zuo)員的(de)(de)(de)物理連接。遙控(kong)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)使(shi)(shi)用(yong)無(wu)線連接代(dai)替實際的(de)(de)(de)電纜遙控(kong)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)信(xin)號(hao)(hao)可(ke)以(yi)使(shi)(shi)用(yong)紅外線、無(wu)線電頻(pin)率或(huo)超聲波傳輸。遙控(kong)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)的(de)(de)(de)第一(yi)個(ge)例子是由尼古拉·特斯拉于1898年發明(ming)的(de)(de)(de),他制(zhi)造了一(yi)個(ge)由無(wu)線電信(xin)號(hao)(hao)引導的(de)(de)(de)魚雷。無(wu)人(ren)駕(jia)駛飛行(xing)器(qi)(qi)(UAV)等軍(jun)事發展是遙控(kong)機(ji)器(qi)(qi)人(ren)的(de)(de)(de)現代(dai)例子由無(wu)線電控(kong)制(zhi)。
無論(lun)采用(yong)何種控制(zhi)方法,遠(yuan)程機(ji)器人(ren)(ren)(ren)系統都有許多優點,因為遠(yuan)程機(ji)器人(ren)(ren)(ren)能(neng)夠在惡劣或危(wei)險的(de)環境(jing)中操作(zuo),這將(jiang)使人(ren)(ren)(ren)類(lei)處于危(wei)險之(zhi)(zhi)中。例如,遠(yuan)程操作(zuo)的(de)水(shui)(shui)(shui)下機(ji)器人(ren)(ren)(ren)(ROV)被水(shui)(shui)(shui)下科學(xue)家(jia)用(yong)來潛(qian)入數千英尺的(de)水(shui)(shui)(shui)下高技術(shu)的(de)遙控潛(qian)水(shui)(shui)(shui)器已經被用(yong)于探索諸如泰坦(tan)尼克號和俾斯(si)麥號這樣的(de)沉(chen)船,這些沉(chen)船的(de)深度(du)是(shi)人(ren)(ren)(ren)類(lei)潛(qian)水(shui)(shui)(shui)員(yuan)無法到(dao)達的(de)。遠(yuan)程機(ji)器人(ren)(ren)(ren)還允許警察部門(men)解除炸彈的(de)武(wu)裝(zhuang),而(er)不會使人(ren)(ren)(ren)類(lei)警官處于危(wei)險之(zhi)(zhi)中。
遠程(cheng)機器人也是太空探(tan)索的(de)(de)一(yi)(yi)個主要部分各國都使用(yong)被(bei)稱為"漫游者(zhe)"的(de)(de)機器人來探(tan)索包括月球和火星在內的(de)(de)空間(jian)位置。漫游者(zhe)通常使用(yong)射(she)頻(pin)信(xin)號來接收指令(ling),就像一(yi)(yi)個簡單的(de)(de)遙控(kong)車一(yi)(yi)樣。然而,由于控(kong)制漫游者(zhe)所涉(she)及的(de)(de)距離,控(kong)制信(xin)號必(bi)須非常強大(da),并且(qie)可能需要幾分鐘才能成功(gong)到達遠程(cheng)機器人。
二、遙控機器人的應用范圍
遙控機器人最(zui)早是為(wei)了適應(ying)原子能(neng)科學技(ji)術的(de)(de)(de)需要而(er)產生并逐步(bu)發展(zhan)起來的(de)(de)(de),迄(qi)今已(yi)有(you)二十多年(nian)的(de)(de)(de)歷史。不(bu)少國家在(zai)(zai)遙(yao)控機器人(ren)及其(qi)有(you)關(guan)設(she)備的(de)(de)(de)研制工(gong)作中相繼投(tou)入了艱大力量(liang),使其(qi)結構日臻完善,性能(neng)不(bu)斷(duan)提高(gao)。由于它的(de)(de)(de)主體操作設(she)備——伺服主從操作機具有(you)不(bu)同于其(qi)它操作機的(de)(de)(de)優良的(de)(de)(de)雙向力反應(ying)特性,所以不(bu)僅被核(he)(he)工(gong)業(ye)中的(de)(de)(de)許(xu)多部門廣泛采用(yong),而(er)且應(ying)用(yong)范圍已(yi)遠(yuan)遠(yuan)超出了核(he)(he)領(ling)域(yu),在(zai)(zai)工(gong)業(ye)、深(shen)海、醫學及空間技(ji)術等(deng)非核(he)(he)領(ling)域(yu)中,同樣有(you)著廣闊的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)前途。
對(dui)于那些操(cao)(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)程(cheng)序(xu)可以預知(zhi)(zhi)的或(huo)者動(dong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)簡單舊長時間熏(xun)復(fu)(fu)性操(cao)(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)任務(wu),使用(yong)程(cheng)序(xu)控制(zhi)的工(gong)業機器(qi)人更為(wei)(wei)適(shi)(shi)宜(yi);而對(dui)于那些所要求(qiu)的操(cao)(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)動(dong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)簡單,但負載較(jiao)為(wei)(wei)沉重的工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)對(dui)象,則應(ying)使用(yong)以動(dong)力操(cao)(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)機為(wei)(wei)主體的遠(yuan)距離(li)操(cao)(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)設備。只有在那些所要求(qiu)的操(cao)(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)動(dong)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)復(fu)(fu)雜,而且操(cao)(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)程(cheng)序(xu)難以預知(zhi)(zhi),需要由操(cao)(cao)(cao)縱人員隨時作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)出判斷(duan)和反(fan)應(ying)的遠(yuan)距離(li)操(cao)(cao)(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)(zuo)任務(wu)中,才最適(shi)(shi)宜(yi)使用(yong)遙(yao)控機器(qi)人。例如:設備的安裝(zhuang)、調(diao)整、拆卸(xie)、更換、檢查、修(xiu)理(或(huo)修(xiu)補),深海和宇宙(zhou)空間的科學考察以及不載人云載工(gong)具(ju)的駕駛等等。