第7章機電一體化機電一體化技術(shù)：從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，將機械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)等在系統(tǒng)工程基礎上有機地加以綜合，以實現(xiàn)整個系統(tǒng)最佳化的一門新科學技術(shù)。機電一體化不是機械與電子簡單的疊加，而是在信息論、控制論和系統(tǒng)論的基礎上建立起來的應用技術(shù)。機電一體化信息科學機械科學電子學何為“機電一體化(Mechatronics)”？機電一體化一般包含機電一體化產(chǎn)品(系統(tǒng))和機電一體化技術(shù)兩層含義。典型的機電一體化產(chǎn)品(系統(tǒng))有：數(shù)控機床、機器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、醫(yī)療器械、雷達伺服系統(tǒng)、天線系統(tǒng)、導航系統(tǒng)等。典型機電一體化系統(tǒng)——軍用機器人發(fā)展概況1.

20世紀70年代前為第一階段，“萌芽階段”工程師們自覺或者不自覺地把機械產(chǎn)品和電子技術(shù)相結(jié)合，以提高機械產(chǎn)品的性能。但電子技術(shù)的發(fā)展相對落后，機械與電子的結(jié)合還沒有得到廣泛的應用。2.70年代到80年代為第二階段，“蓬勃發(fā)展階段”①Mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認；②機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；③各國均開始對機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關注和支持。3.90年代后期開始為第三階段，“智能化階段”

①光學、通信技術(shù)、微細加工技術(shù)等進入機電一體化，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支；②機電一體化系統(tǒng)的建模設計、分析和集成方法，學科體系系統(tǒng)研究。③由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)及光纖技術(shù)等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。

執(zhí)行機構(gòu)控制信息電子控制單元動力源傳感與檢測部分機械本體參數(shù)變化信息驅(qū)動力能量檢測參數(shù)機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成位置,速度檢測單元電機機械部件位置,速度反饋CNC數(shù)控機床伺服系統(tǒng)組成機械本體：起支承和聯(lián)接作用；動力源（能源）：提供動力輸入；傳感與檢測部分：將機械模塊的狀態(tài)和性能參數(shù)轉(zhuǎn)換為電的信號，并進行必要的信息處理后送計算機；執(zhí)行機構(gòu)：根據(jù)控制系統(tǒng)的指令完成相應的動作；驅(qū)動部分：步進電機、直流電機、交流電機、液壓與氣壓伺服元件。信息處理與控制：對來自傳感器與檢測部分的信息進行處理，使之符合控制要求。人體就是機電一體化系統(tǒng)共性關鍵技術(shù)機械技術(shù)信息處理技術(shù)檢測傳感技術(shù)自動控制技術(shù)伺服驅(qū)動技術(shù)系統(tǒng)技術(shù)機械技術(shù)機械技術(shù)是機電一體化系統(tǒng)的基礎，影響機電一體化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、重量、體積、剛度、耐用性等。利用高新技術(shù)實現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。制造過程的機電一體化系統(tǒng)中，經(jīng)典的機械理論與工藝應借助于計算機輔助技術(shù)，采用人工智能與專家系統(tǒng)等，形成新一代的機械制造技術(shù)。高精度快速響應性。良好的穩(wěn)定性。精密機械設計與超精密機械設計20世紀80年代：日本精密工程；德國精密技術(shù)；美國MEMS；日本微機械；德國微系統(tǒng)精密傳動與部件：齒輪同步帶諧波齒輪滾珠螺旋滑動螺旋軸承（靜壓、磁懸?。┲渭к壋軅鲃优c部件：柔性鉸鏈與柔性機構(gòu)xyz傳感與檢測技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官，是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關鍵環(huán)節(jié)。其功能越強，系統(tǒng)的自動化程序就越高。要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴酷環(huán)境的考驗。傳感器主要指標是分辨率和精度。決定系統(tǒng)精度的上限，影響系統(tǒng)智能化程度和可靠性。按被測物理量分為：位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感、力傳感器、溫度傳感器等。溫度傳感器壓力傳感器扭矩傳感器角位移傳感器壓電式加速度傳感器激光位移傳感器光纖式位移傳感器超聲波位移傳感器傳感器電感式位移傳感器精密檢測技術(shù)電容式、電感式、電渦流式、應變式傳感器由于不能同時滿足精度和測量范圍的要求，在大行程精密定位平臺檢測中無法使用。量程（mm）分辨率（μm）絕對誤差（μm）頻率響應（kHz）測頭直徑（mm）10.05±21004eddyNCDT3300型測微儀參數(shù)

精密光柵德國Heidenhain公司的LIP帶相位光柵準確度等級：±0.5μm和更高

測量步距:0.001μm(1nm)

測量長度:30m

用于分離聯(lián)軸器增量式角度測量ROD200。精度：18000線±5’’推薦步長：0.0001°

激光干涉儀激光干涉儀以激光干涉為原理，具有測量范圍大、分辨率高、非接觸測量等特點。在大行程的精密定位中被廣泛使用。系統(tǒng)分辨率:>l/8000空間分辨率：640X480像素,可升級到1kx1k條紋分辨率：180條，可升級到340條數(shù)據(jù)采集時間：173mS(高分辨率)，93mS（低分辨率）

Zygo公司干涉GPIXP/D主要性能指標如下：伺服驅(qū)動技術(shù)包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統(tǒng)是實現(xiàn)電信號到機械動作的轉(zhuǎn)換裝置與部件。決定系統(tǒng)的驅(qū)動能力和控制性能，影響系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質(zhì)量和環(huán)境適應性。變頻技術(shù)、交流伺服驅(qū)動技術(shù)促進了機電一體化技術(shù)的發(fā)展。系統(tǒng)精度響應特性穩(wěn)定性工作頻率伺服電機：直流伺服電機交流伺服電機步進電機超聲電機力矩電機液壓缸（電動推桿）音圈電機壓電陶瓷形狀記憶合金電熱式驅(qū)動器電磁式驅(qū)動器靜電驅(qū)動磁致伸縮式驅(qū)動器沖擊驅(qū)動碰撞驅(qū)動……壓電電機驅(qū)動方式利用壓電陶瓷的逆壓電效應和超聲振動,將材料微觀變形通過共振放大和摩擦運動轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)子的宏觀運動。有行波和駐波兩種壓電電機。以行波超聲電機為例，定子中傳播行波,定子齒表面質(zhì)點做橢圓運動,定!轉(zhuǎn)子間的接觸是平穩(wěn)連續(xù)的,電機具有輸出特性穩(wěn)定，精密運動，易于控制工作性能好等優(yōu)點。PI產(chǎn)品性能：0.1μm的分辨率，50mm的行程，5kg的承載。壓電陶瓷驅(qū)動方式（續(xù)）某些材料在受到電場作用時會發(fā)生變形，這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應。優(yōu)點：體積小、位移分辨率極高（可達納米級甚至亞納米級）、頻率響應快、不發(fā)熱、無間隙、無噪聲，適于在各種介質(zhì)環(huán)境中工作。不足：行程小、驅(qū)動電壓高、存在遲滯和蠕變現(xiàn)象。尺寸A×B×L（mm）標稱輸出位移（μm）最大輸出位移（μm）推力（N）剛度（N/μm）電容（μF）固有頻率（Hz）5×5×363035900283.140P885.91的性能參數(shù)壓電陶瓷驅(qū)動方式（續(xù)）控制方法有PID控制、電荷驅(qū)動法和自適應逆模型的閉環(huán)控制法、基于模型的曲線擬合法等方法。遲滯特性：閉合曲線的多值性。特定點伸長或收縮路徑相同。閉環(huán)曲線的非相似性。音圈電機驅(qū)動方式工作原理：安培力原理優(yōu)點：可用于直接驅(qū)動。理論上具有無限分辨率、無滯后、高響應、高加速度、高速度、力特性好、控制方便。PI產(chǎn)品性能：承載：>100g行程：5mm分辨率：100nm速度：50mm/s形狀記憶合金驅(qū)動方式某些金屬材料在發(fā)生塑性變形后，如通過加熱使其溫度升到某一特定溫度之上，便能回復到變形前的形狀，這種現(xiàn)象稱為形狀記憶效應。優(yōu)點：體積小，重量輕，精度高，變形量大、驅(qū)動力大、易于與復合材料結(jié)構(gòu)融合、可實現(xiàn)多種變形形式等。缺點：材料的強度不高、頻響比較低，不利于進行實時控制。太陽翻板的可展機構(gòu)功率電傳舵機系統(tǒng)功率電傳：由飛機第二能源系統(tǒng)至作動系統(tǒng)各執(zhí)行機構(gòu)之間的功率傳輸是通過電導線以電能量傳輸?shù)姆绞酵瓿傻?。液壓?qū)動系統(tǒng)：中央油源，遍布機身的管路可靠性低閥的節(jié)流效應，降低了效率能源種類多，結(jié)構(gòu)復雜電傳操縱系統(tǒng)：能量以電能形式通過導線在飛機內(nèi)傳遞可靠性高，重量輕無節(jié)流損失，效率高高度集成的作動執(zhí)行機構(gòu)（EHA、EMA）電動靜液作動器EHA,Electro-HydrostaticActuator機電作動器EMA,Electro-MechanicalActuator

維護方便、成本低、傳輸效率高驅(qū)動功率低、體積大、響應特性差電機的輸出通過機械傳動裝置直接轉(zhuǎn)化為舵面運動電機的旋轉(zhuǎn)運動通過液壓傳動裝置轉(zhuǎn)化為作動筒的直線輸出功率密度大、控制精度高、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高智能材料驅(qū)動作動器SMA,SmartMaterial-HydraulicActuator智能材料（如壓電陶瓷、磁滯伸縮材料等）的往復直線運動通過液壓傳動裝置轉(zhuǎn)化為作動筒的直線輸出。響應性能好、工作頻率高。驅(qū)動功率低、密封要求嚴格、工作溫度要求嚴格。20世紀50年代，紅石導彈氣動轉(zhuǎn)向舵采用了EMA。一體化封裝的EMA小型高速飛行器EMA設計中需要解決的特殊技術(shù)問題：更緊湊的傳動鏈、更輕的重量；快速的動態(tài)響應；長期存放（非工作）狀態(tài)下，器件的穩(wěn)定性及可維護性；瞬時高加速度對結(jié)構(gòu)件和電氣元件的沖擊（發(fā)射時）；急劇變化的環(huán)境溫度對結(jié)構(gòu)件和電氣元件的沖擊（從低空迅速上升到高空）；電磁環(huán)境沖擊（高空電離層影響）。20世紀90年代以來，EMA的研究廣泛開展，涉及到了飛機舵面驅(qū)動、導彈舵面驅(qū)動、火箭發(fā)動機推進劑控制閥、火箭矢量推進控制以及飛機剎車系統(tǒng)等。用于A400M驅(qū)動擾流片和副翼的EHA

EHA作為功率電傳作動器的另一種形式，與EMA同時發(fā)展起來。F-35聯(lián)合攻擊機EHA

高效無刷直流電機及驅(qū)動：高性能永磁材料；低能耗的電力電子器件電機-泵及液壓缸集成設計制造：電機泵一體化帶來的密封問題和火災風險作動器熱管理與優(yōu)化，節(jié)能設計：蓄能器散熱設計；控制策略優(yōu)化新型EHA結(jié)構(gòu)設計:電機-泵-閥聯(lián)合控制方案控制策略研究:新的控制方法

標準化:提高零部件可替換性；提高配置靈活性；降低成本EMA/EHASMA美國DARPA制定了SMASH（SmartMaterialActuatedServoHydraulics）計劃，開發(fā)一種智能材料驅(qū)動的固液復合作動器用于X-45A無人作戰(zhàn)飛機UCAVNASA,2003

無人機和導彈對作動器的需求與空間飛行器和戰(zhàn)斗機的大功率需求不同，無人機和導彈更需要高頻響的作動器，SMA應運而生。計算機及信息處理技術(shù)決定系統(tǒng)的運行速度和控制性能，影響系統(tǒng)智能化和自動化水平、工作質(zhì)量、工作效率等。信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)均屬于計算機信息處理技術(shù)。自動控制技術(shù)自動控制技術(shù)范圍很廣，在控制理論指導下進行系統(tǒng)設計，設計后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、示教再現(xiàn)控制等?？刂葡到y(tǒng)類型：閉環(huán)、半閉環(huán)、開環(huán)等控制方法：順序控制、反饋控制影響系統(tǒng)的控制水平、精度、響應速度和穩(wěn)定性。PID控制系統(tǒng)技術(shù)決定系統(tǒng)的綜合水平和成本。以整體的概念組織應用相關技術(shù)，深入了解系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相互關系，把握系統(tǒng)的外部聯(lián)系，從系統(tǒng)角度最優(yōu)設計機電一體化系統(tǒng)，充分發(fā)揮各個結(jié)構(gòu)要素的能力?？傮w:概念單元(1,2,3－)

子功能單元（…）接口技術(shù)：實現(xiàn)各部分有機連接的保證。電氣接口、機械接口、人機接口機電一體化系統(tǒng)設計設計類型設計方法設計準則設計流程開發(fā)性設計：是一個從無到有的創(chuàng)造過程，沒有任何參照產(chǎn)品，根據(jù)功能和性能要求，按照機電一體化設計原理，設計出滿足要求的產(chǎn)品。如最初的錄像機、攝像機的設計就屬于開發(fā)性設計。適應性設計：是在原有產(chǎn)品總的方案原理基本保持不變的情況下，對產(chǎn)品進行局部更改。如用微電子技術(shù)代替原有的機械結(jié)構(gòu)或為了進行微電子控制對機械結(jié)構(gòu)進行局部適應性設計，以使產(chǎn)品的性能和質(zhì)量提高。如：普通機床的數(shù)控化改造。變異性設計：是在設計方案和功能結(jié)構(gòu)不變的情況下，僅改變現(xiàn)有產(chǎn)品的規(guī)格尺寸，使之適應于量的方面有所變更的要求。例如：由于傳遞扭矩或速比發(fā)生變換而重新設計傳動系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)尺寸的設計，就屬于變異性設計。設計類型機電互補法：即機械功能電子化，利用電子部件取代機械功能部件，簡化機械結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的性能和質(zhì)量，以彌補機械不足。如變頻器取代機床主軸變速箱。結(jié)合(融合)法：將各組成要素有機結(jié)合為一體構(gòu)成專用或通用的功能部件，其要素之間機電參數(shù)匹配充分。如激光打印機的主掃描機構(gòu)——激光掃描鏡，其掃描鏡轉(zhuǎn)軸就是電機的轉(zhuǎn)子軸；電機和編碼器。隨著大規(guī)模集成電路和精密機械技術(shù)的發(fā)展，完全能夠設計出執(zhí)行元件、檢測傳感器、控制與機體等要素有機地融為一體的機電一體化新產(chǎn)品。組合法：將結(jié)合法制成的功能部件、功能模塊，像積木那樣組合成各種機電一體化系統(tǒng)，故稱組合法。如模塊化機器人、模塊化生產(chǎn)線等。優(yōu)點：縮短研制周期、節(jié)約工裝設備費用，且有利于生產(chǎn)管理、使用和維修。設計方法在保證產(chǎn)品的功能、性能和使用壽命的前提下，盡量降低成本。即不要盲目追求“高、精、尖”，而是充分分析用戶需求，以最新的技術(shù)手段、最簡單的結(jié)構(gòu)、最低的消耗，提供最滿意的產(chǎn)品。1.系統(tǒng)原理方案的構(gòu)思2.結(jié)構(gòu)方案設計3.總體布局與環(huán)境設計4.主要參數(shù)及技術(shù)指標的確定5.總體方案的評價與決策設計準則與設計過程設計流程綜合設計案例:用于細胞注射的微操作機器人自動實現(xiàn)生物工程中特定的常規(guī)顯微操作任務

能夠由實驗人員手動遙控操作機器人方便地進行任意顯微操作

功能目標性能指標

性能操作手工作空間定位精度左操作手>1000μm5μm右操作手200μm1μm系統(tǒng)結(jié)構(gòu)面向生物工程的微操作機器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)面向生物工程的微操作機器人系統(tǒng)照片右操作手柔性鉸鏈Delta機構(gòu)左操作手直角坐標機構(gòu)PZT的驅(qū)動與控制壓電驅(qū)動器控制系統(tǒng)高壓PZT放電電路

變速積分PI控制響應時間：20ms(縮短時為100ms)穩(wěn)態(tài)誤差：21.4nm紋波（標準差）：0.19

m

模塊化，層次化兼顧智能與精確控制特點人機接口控制系統(tǒng)實現(xiàn)各功能模塊具有開放性要求

基于PC機的控制器結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡通訊預留冗余控制通道

開放性措施

轉(zhuǎn)基因操作實驗轉(zhuǎn)基因操作后細胞培養(yǎng)結(jié)果機電一體化的發(fā)展趨勢1智能化

智能化是21世紀機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。2模塊化

由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標準，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標準機電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。3網(wǎng)絡化

20世紀90年代，計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡技術(shù)。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。美國未來作戰(zhàn)系統(tǒng)步兵武裝規(guī)劃概圖4微型化

微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù)，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。第二部分機器人wangweilab@512025/9/25機器人的形象認識機器人機器人與學科機器人與未來機器人的形象—電影機器人的形象—實驗室機器人的形象—現(xiàn)實認識機器人硬體認識機器人軟體機器人結(jié)構(gòu)驅(qū)動器控制器傳感器算法界面通訊系統(tǒng)認識機器人—硬體手部機器人系統(tǒng)機械本體驅(qū)動裝置傳感器控制系統(tǒng)腕部臂部肩部電氣驅(qū)動液壓驅(qū)動氣壓驅(qū)動內(nèi)部傳感器外部傳感器單片機PLC工控機通用PC平臺（固定或移動）認識機器人—機械臂小臂大臂肩部腕部基座自由度(DegreeofFreedom,DOF)構(gòu)件所具有的獨立運動的數(shù)目(或確定構(gòu)件位置的獨立參變量的數(shù)目)。自由度可完全規(guī)定所研究的一個物體或一個系統(tǒng)的位置和姿態(tài)。3維空間需要6個自由度。wangweilab@592025/9/25認識機器人—機械臂串聯(lián)機械臂關節(jié)坐標圓柱坐標球坐標SCARA坐標直角坐標認識機器人—機械臂并聯(lián)機械臂wangweilab@612025/9/25認識機器人—手和工具末端夾持器(EndEffector)位于機器人腕部的末端，直接執(zhí)行工作要求的裝置。根據(jù)作業(yè)任務的不同，可以是夾持器或者專用工具。平臺(Platform)可搭載機械臂或其他設備的裝置，有固定式和移動式兩種。移動平臺自身是一個獨立的研究方向：移動機器人。認識機器人—平臺輪式(Wheeled)認識機器人—移動機器人履帶式(CaterpillarTrack)足式(Legged)移動機器人(MobileRobot)認識機器人—其他移動平臺認識機器人—結(jié)構(gòu)剛性結(jié)構(gòu)（RigidStructure）高剛度高頻響輕質(zhì)柔性結(jié)構(gòu)（FlexibleStructure）柔順性安全性輕質(zhì)認識機器人—減速器行星減速器高傳動比緊湊剛性RV減速器重載高精度高傳動比諧波減速器高傳動比緊湊彈性認識機器人—驅(qū)動器伺服驅(qū)動系統(tǒng)電氣式液壓式氣壓式其他電動機電磁鐵及其他油缸馬達氣缸氣壓馬達與材料有關交流伺服電機直流伺服電機步進電機其他電機壓電元件形狀記憶合金雙金屬片電氣驅(qū)動(ElectricDriven)認識機器人—電氣驅(qū)動步進電機(StepperMotor)伺服電機(ServoMotor)電機驅(qū)動器(MotorDriver)wangweilab@692025/9/25液壓驅(qū)動(HydraulicDriven)認識機器人—液壓驅(qū)動液壓缸(HydraulicCylinder)液壓馬達(HydraulicMotor)液壓閥(HydraulicValve)液壓泵站(HydraulicPumpStation)2025/9/2570適用場合大驅(qū)動功率、小體積/質(zhì)量、高功率密度比高動態(tài)響應、高精度對成本不敏感大型軍用機器人、航空、航天氣壓驅(qū)動(AirDriven)認識機器人—氣壓驅(qū)動氣缸(AirCylinder)氣動馬達(AirMotor)氣壓閥(AirValve)氣泵(AirPump)氣動人工肌肉氣動柔性手氣動仿章魚手認識機器人—傳感器編碼器(Encoder)光柵尺(LinearMotor)旋轉(zhuǎn)變壓器(Rotarytransformer)加速度計(Accelerometer)陀螺儀(Gyroscope)羅盤(Compass)姿態(tài)和位移檢測（PoseandDisplaceDetecting）認識機器人—傳感器力傳感器(ForceSensor)力檢測（ForceDetecting）力矩傳感器(TorqueSensor)六維力（腕力）傳感器(WristForceSensor)觸覺傳感器(TouchSensor)認識機器人—傳感器紅外傳感器(InfraredSensor)超聲波傳感器(SonarSensor)激光雷達(LaserRanger)環(huán)境檢測（EnvironmentDetecting）視覺傳感器(Camera)環(huán)形麥克(MultiMicrophone)認識機器人—控制器機器人控制器（RobotController）工控機(IndustrialPC)嵌入式單片機(EmbeddedController)可編程控制器(PLC)認識機器人—控制系統(tǒng)機器人控制系統(tǒng)（RobotControlSystem）認識機器人—軟體算法軟體界面通訊系統(tǒng)wangweilab@792025/9/25認識機器人—軟體運動算法（Algorithm）機器視覺自然語言環(huán)境重構(gòu)定位特定任務認識機器人—運動算法路徑/軌跡規(guī)劃（Path/TrajectoryPlanning）路徑規(guī)劃算法人工勢場法圖搜索算法空間離散法蟻群算法軌跡插補直線插補圓弧插補三次曲線插補B樣條查補算法認識機器人—運動算法運動控制（MotionControl）運動控制類型位移控制速度控制力控制力位混合控制運動控制算法PID模糊控制滑膜變結(jié)構(gòu)認識機器人—機器視覺機器視覺（ComputerVision）應用識別檢測場景描述算法基礎圖像處理算法貝葉斯理論多層神經(jīng)網(wǎng)絡隨機方法認識機器人—自然語言處理自然語言處理（NaturalLanguageProcessing-NLP）應用語音識別語義理解語音合成算法/模型隱馬爾科夫模型多層神經(jīng)網(wǎng)絡搜索算法認識機器人—環(huán)境重構(gòu)/定位同時定位和建圖（SimultaneouslyLocalizationandMapping-SLAM）算法/模型馬爾科夫模型擴展卡爾曼濾波粒子濾波圖優(yōu)化wangweilab@852025/9/25認識機器人—軟體視覺界面（HumanMachineInterface）聽覺力觸覺認識機器人—傳統(tǒng)人機界面人機界面（HumanMachineInterface-HMI）認識機器人—視/聽覺虛擬視/聽覺（VisualVisionandAuditory）認識機器人—力觸覺力觸覺技術(shù)（HapticTechnology）認識機器人—軟體串行通訊（Communication）并行Internet本地通訊RS232I2CCAN內(nèi)部通訊廣域遠距離通訊認識機器人—軟體Linux系統(tǒng)（System）AndroidROSMSEmbed……MS機器人與學科機器人硬體軟體專業(yè)學科基礎學科機械工程自動化計算機儀器科學計算機軟件工程力學電學數(shù)學機器人與學科學科研究內(nèi)容職業(yè)預期·機械工程·自動化·計算機·儀器科學·軟件工程·本體··驅(qū)動器···控制器··傳感器····路徑/軌跡規(guī)劃··運動控制·····機器視覺··自然語言處理····環(huán)境重構(gòu)和定位···界面··通訊··系統(tǒng)·應用數(shù)學設計工程師硬件工程師控制工程