2020年协作机器人行业发展蓝皮书.pdf - 第33页
2020 年协作机器人产业发 展蓝皮书 32 抗干扰能力强 当机器人的基座 （ AGV ） 晃动， 机器人上 装配的工具产 生震动， 或者有人类触 碰干扰时， 自适应机器人都 可以很好 地抵消或顺应干 扰， 完成工作任务， 也因此相比于 过去的任何机器 人都更适应不确 定的生产 环境。 智能可迁移 未来协作机器人 具备应具 备基于力控和视 觉的层级式智能 ， 只需简易配置便可 处理大量 相似又不完全相 同的工作 任务， 解决过去…
2020 年协作机器人产业发展蓝皮书
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未来的研究方向为主动感知与自然交互理论及方法，更多传感器加入，使机器人能够理
解人类指令（通过声音、手势、图形）。研究复杂动态环境下知识的主动获取、学习与推理
方法，视觉认知与基于动态环境的主动行为意图理解与预测理论，机器人的自主学习与机器
人知识增殖方法，以及多模态人机协作的态势感知与自然交互方法。实现机器人与人之间相
互的意图理解、信息交流，以及自然和谐的情感交互。
3、
协作机器人认知系统化
操作系统与软件体系的研究。揭示机器人多态性的共性谱系和差异表型的内在机理，构
建多态智能群体机器人操作系统以及面向共融机器人的数据驱动与支撑环境等。
面向未来 5G 通信支持下的多机器人系统在动态开放环境中执行任务的需求，研究开
放环境中 5G 技术支持下多机器人协同优化决策、协同行为认知等自主协同技术，实现编队
行驶与避障、协同搜索与目标识别、协同跟踪与目标定位等典型任务中进一步加强易用性，
简化操作，加强与工业互联网数据的连通性。这将丰富多机器人系统认知水平。
随着协作机器人应用领域的不断扩展，为了让更多的人可以使用机器人，提供更简单直
观，功能更强大但简洁的编程方法是一个必然的趋势。
4
、
功能实现方案
协作机器人两大主要功能有碰撞检测和拖动示教，前者和安全性密切相关，后者和使用
便利性密切相关。碰撞检测有两种实现方式，其一是通过高通滤波器提取电流信号中的高频
成分，其二是利用动力学模型构建干扰观测器；前者的缺点主要是只能检测冲击性碰撞，对
挤压型碰撞则失去作用；后者的缺点主要是需要准确的动力学模型。据了解，KUKA iiwa，
ABB YuMi 以及 JAKA 节卡 Zu 系列均采用后一种技术方案。
拖动示教有两种实现方案，其一是利用末端六维力传感器结合导纳控制实现，其二是利
用动力学模型补偿机器人的重力和摩檫力（iiwa sawer 的 zero G 模式）；前者的主要缺点是
导纳参数设置不当存在稳定性问题，后者主要缺点是需要准确的动力学模型或者静力学模
型。由于力传感器带来的额外成本，目前国内外主流厂商都使用后一种技术方案。
未来协作机器人定会是力控、视觉和人工智能的有机结合，主要有以下三点特征：
位置误差容忍度高
在生产线上，误差可能来自于产品公差、工艺误差或受力下发生的形变、装配或检测流
程积累的误差、AI 视觉的系统误差等，这些都无法完全避免。自适应机器人可以补偿这些误
差，确保机器人完成工作的能力。
技术支持下多机器人协同优化决策、协同行为认知等自主协同技术，实现编队
行驶与避障、协同搜索与目标识别、协同跟踪与目标定位等典型任务中进一步加强易用性，
多机器人系统认知水平
行驶与避障、协同搜索与目标识别、协同跟踪与目标定位等典型任务中进一步加强易用性，
多机器人系统认知水平
随着协作机器人应用领域的不断扩展，为了让更多的人可以使用机器人，提供更简单直
建多态智能群体机器人操作系统以及面向共融机器人的数据驱动与支撑环境等。
通信支持下的多机器人系统在动态开放环境中执行任务的需求，研究开
技术支持下多机器人协同优化决策、协同行为认知等自主协同技术，实现编队
行驶与避障、协同搜索与目标识别、协同跟踪与目标定位等典型任务中进一步加强易用性，
随着协作机器人应用领域的不断扩展，为了让更多的人可以使用机器人，提供更简单直
协作机器人两大主要功能有碰撞检测和拖动示教，前者和安全性密切相关，后者和使用
便利性密切相关。碰撞检测有两种实现方式，其一是通过高通滤波器提取电流信号中的高频
成分，其二是利用动力学模型构建干扰观测器；前者的缺点主要是只能检测冲击性碰撞，对
便利性密切相关。碰撞检测有两种实现方式，其一是通过高通滤波器提取电流信号中的高频
成分，其二是利用动力学模型构建干扰观测器；前者的缺点主要是只能检测冲击性碰撞，对
挤压型碰撞则失去作用；后者的缺点主要是需要准确的动力学模型。据了解，
挤压型碰撞则失去作用；后者的缺点主要是需要准确的动力学模型。据了解，
JAKA
节卡
Zu
系列均采用后一种技术方案。
拖动示教有两种实现方案，其一是利用末端六维力传感器结合导纳控制实现，其二是利
用动力学模型补偿机器人的重力和摩檫力（
观，功能更强大但简洁的编程方法是一个必然的趋势。
协作机器人两大主要功能有碰撞检测和拖动示教，前者和安全性密切相关，后者和使用
便利性密切相关。碰撞检测有两种实现方式，其一是通过高通滤波器提取电流信号中的高频
以及
拖动示教有两种实现方案，其一是利用末端六维力传感器结合导纳控制实现，其二是利
用动力学模型补偿机器人的重力和摩檫力（
导纳参数设置不当存在稳定性问题，后者主要缺点是需要准确的动力学模型或者静力学模
随着协作机器人应用领域的不断扩展，为了让更多的人可以使用机器人，提供更简单直
随着协作机器人应用领域的不断扩展，为了让更多的人可以使用机器人，提供更简单直
2020 年协作机器人产业发展蓝皮书
32
抗干扰能力强
当机器人的基座（AGV）晃动，机器人上装配的工具产生震动，或者有人类触碰干扰时，
自适应机器人都可以很好地抵消或顺应干扰，完成工作任务，也因此相比于过去的任何机器
人都更适应不确定的生产环境。
智能可迁移
未来协作机器人具备应具备基于力控和视觉的层级式智能，只需简易配置便可处理大量
相似又不完全相同的工作任务，解决过去生产线上高部署成本的难点，例如通过同一生产线
来装配一些外形不同、装配手法相近的零件。
2020 年协作机器人产业发展蓝皮书
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无规矩不成方圆
肆
无规矩不成方圆
无规矩不成方圆
无规矩不成方圆