【文章內(nèi)容簡介】 間。4.自動化遙控器，可設(shè)定清掃模式。5.自動辨識在環(huán)境中位置，計算清潔路徑。6.210W強力吸塵模塊馬達，清掃無死角。（三）iClebofree，韓國工業(yè)機器人廠商Yujin Robotics所研發(fā)。特點：以導電橡膠接觸式避障 紅外線IR非接觸避障。三段式過濾功能。但略重。?尺寸（cm）：?重量（kg）：?價格（美元）：~300（在臺售價16000元臺幣）技術(shù)簡介：1.自動回站充電技術(shù)，偵測電量并充電站位置，達成目標。2.預設(shè)清潔時段，準時達成清掃工作。3.內(nèi)建7個紅外線IR傳感器，避免刮傷家具與墻壁。4.緩沖與觸碰傳感器，辨識各種不同障礙物。5.地板偵測傳感器，防止掉落樓梯。6.動輪傳感器，當機體離開地面時會自動停止輪轉(zhuǎn)動。7.除塵箱傳感器，當除塵箱沒有正確安裝在機體上時，機器人不會運作。8.三階段過濾系統(tǒng)，網(wǎng)狀過濾、防菌過濾、與靜電過濾。9.底盤有側(cè)刷與主刷，配合吸塵模塊，能清理最細微的塵垢。（四）Roomba，由美國iRobot公司所研發(fā)，為目前市占率最高的產(chǎn)品，達50%以上。iRobot更號稱2006年銷售超過100萬臺。特點：虛擬墻、操作方便、路徑規(guī)劃功能、垃圾偵測、價位適中。但自動回站充電之偵測距離較短（說明書中標示5 feet）。?尺寸（cm）：34x34x9?重量（kg）：?噪音值（dB）：67?價格（美元）：280~330?銷售量：全球累計銷售約100萬臺/年 ?專利項目：在清潔機器人方面超過20項專利技術(shù)簡介：1.采用較強的吸塵模塊，配合高速旋轉(zhuǎn)刷毛，大幅提升清潔效能，可以清除碎片、寵物毛發(fā)、食物碎屑等垃圾。2.創(chuàng)新的“虛擬燈塔”技術(shù)導引機器人能在房間內(nèi)達到完全清掃的任務，并且會建構(gòu)出一道虛擬障礙墻，限制機器人在完成任務前不能超界線。3.全機模塊化設(shè)計，使用容易，且方便維護更新。4.提供語音辨識的初始設(shè)定，當Roomba在維修時能提醒使用者避免靠近。5.創(chuàng)新的防糾結(jié)技術(shù)，確保Roomba在清掃時不被電線、流蘇、地毯邊緣等鏈型物體纏繞。6.光觸碰緩沖器，確保Roomba在接近障礙物時能自動降低速度，并自動避開障礙物。7.可程序化排程系統(tǒng)，提供使用者7個清潔時段設(shè)定，完全配合使用者作息。8.無線遙控器，可以遠程控制Roomba的各種動作。9.自動回站充電技術(shù)，確保運作時電量充足。（五）RC3000，德國清潔設(shè)備大廠Krcher所研發(fā)，其服務項目涵蓋各種家庭用、商業(yè)用，以及工業(yè)用產(chǎn)品。與Electrolux的Trilobites一樣，都屬于高價位產(chǎn)品。特點：子母車、避障功能佳、自動充電功能佳、馬達壽命長、噪音低、體積小。唯價格太高、集塵盒空間小。 ?尺寸（cm）：?重量（kg）：2?噪音值（dB）：清掃時56dB，回站傾倒垃圾時64dB。?價格（美元）：1500技術(shù)簡介：1.交互式智能型灰塵辨識傳感器，能根據(jù)偵測程度，自動執(zhí)行4種不同的運作模式。2.防糾結(jié)技術(shù)，確保在清掃時能越過電線、流蘇、地毯邊緣等地形。3.附有旋轉(zhuǎn)刷毛與高效吸塵模塊，提高清潔效能。4.機身具備360氣懸浮緩沖器，避免機體或家具損壞。5.多功能充電站，能以紅外線導引機器人清潔路徑，并自動回站充電。6.避障能力優(yōu)越，能輕易跨越小階梯或障礙物。7.自動斷電裝置，當機器人被提起時，會停止運轉(zhuǎn)避免傷害使用者。8.智能型清潔裝置，能將機器人所搜集到的灰塵，在充電期間，轉(zhuǎn)移到充電站中的貯存盒中。（六）TRV10，國內(nèi)松騰實業(yè)所開發(fā)，大陸制造生產(chǎn)，以O(shè)EM為主。獨創(chuàng)除塵擦地功能，吸塵再擦地，清潔效果更佳；另可用遙控器于行走時關(guān)掉吸塵風扇馬達，省電又靜音。特點：超靜音（60dB以下）、IR引導自動充電功能（偵測距離可達五米以上）。?尺寸（cm）：?重量（kg）：?噪音值（dB）：69?價格（美元）：275?已申請8項臺灣專利及四項以上之美國專利。技術(shù)簡介：1.特殊防掉落感應裝置，遇到樓梯會自動后退，避免翻覆。2.紅外線遙控，以微調(diào)控制方向左右角度，前進后退來回清潔，行動范圍不受限制，可隨時隨地暫停，方便操作。3.前緣設(shè)計彈性保險桿，沿壁游走清潔；內(nèi)建FUZZY智能程序，渦輪交叉地毯式搜索，絕無死角。4.兩側(cè)特殊旋轉(zhuǎn)毛刷設(shè)計，擴大清潔范圍；毛刷特選材質(zhì)，不沾毛發(fā)。5.清潔面積：設(shè)定于S：20分鐘，M：40分鐘，MAX：直到電池耗盡（充滿電約60分鐘）。6.可設(shè)定清潔時段，當設(shè)定之周期日時間一到，TRV10會自動啟動清掃，無論設(shè)定在“S”、“M”、“Max”之任何行走程序，當時間程序走完均會自動回充電站充電，方便長時間外出者使用。（七）MSL/ITRI，工研院結(jié)合多項先進技術(shù)于2006年研發(fā)出一款創(chuàng)新之，「超靜音自動吸塵器」。?尺寸（cm）：32x32x12?重量（kg）：?噪音值（dB）：59?價格（美元）：200300?專利項目：已申請8案專利（美、中、臺），其中包含靜音型葉輪、自動充電、全向定位輪、避障、踩空等多項。技術(shù)簡介：1.預約時段清潔功能，可設(shè)定自動執(zhí)行。2.旋轉(zhuǎn)式（垂直軸）與滾輪式（水平軸）掃刷，增強清潔功能，尤其針對墻腳等部份可加強清潔。3.紅外線防掉落感應裝置，避免地形落差造成翻覆。4.160接觸式避障傳感器，能自動閃避障礙物。5.具備自動逃脫模式，避免受困在床底或死角等區(qū)域。6.自動斷電裝置，被提起時馬達會自動停止運轉(zhuǎn)，避免傷害使用者。7.無線遙控器，可以遠程控制cleaner的各種動作。8.LED按鍵，人機接口操作簡便，容易上手使用。9.尋光模式，避免夜間清潔時遭遇電量不足而滯留在床底等死角，會自動停止在光亮處。10.自動回站充電功能，確保電池有足夠電力執(zhí)行清潔功能。11.葉輪采翼型設(shè)計，配合3D螺旋式外罩，噪音值可大幅降低，較同級產(chǎn)品低10dB以上。12.具備4種清掃模式，包括螺旋型、Z字型、隨機性、沿墻行走等，可自動調(diào)整，適用各種不同材質(zhì)地板（木質(zhì)、地磚、花岡石、地毯等）。（八）VR4000，韓國家電大廠LG推出的全自動化高效能清潔機器人，屬于高價位產(chǎn)品。?尺寸（cm）：?噪音值（dB）：65?價格（美元）：2500技術(shù)簡介：1.120W無刷直流馬達為吸塵模塊核心，提供超強吸力，清潔效率高。2.能自動執(zhí)行吸塵工作，也能自動將灰塵移除。3.使用7種防護傳感器，偵測路障并閃避，包括1個上方輸入傳感器、1個灰塵量傳感器、1個陀螺儀傳感器、3個掉落傳感器、三個碰撞傳感器、1個輪凹陷傳感器、2個旋轉(zhuǎn)刷毛驅(qū)動傳感器。4.配合32位微處理器，運算效能高，結(jié)合各種智能型傳感器，提供最佳運動路徑與模式。5.陀螺儀傳感器控制運動方向，為世界第一款設(shè)計。6.可根據(jù)室內(nèi)環(huán)境與家具擺設(shè)，調(diào)整4種不同運動形式（矩形、螺旋、隨機、與可變矩形）。7.無線射頻遙控器，操作無距離與方向限制。8.LCD顯示與人機聲音警告，避免人員誤踩。（九）VCRP30W，韓國科技大廠三星所研發(fā)，2004年底在歐洲上市，屬于高價位產(chǎn)品。?價格（美元）：2800元技術(shù)簡介：1.內(nèi)建網(wǎng)絡(luò)照攝影機，能隨時監(jiān)視室內(nèi)外環(huán)境變化，充當警衛(wèi)工作。2.高速處理器，描繪環(huán)境3D映像，以辨識目前所在位置，提供更快速清掃路徑。3.自動導航與避障功能。4.智能型清潔度辨識，能判斷該執(zhí)行清掃的區(qū)域。5.可程序化設(shè)定，可針對清掃時段進行規(guī)劃與排程。6.可透過因特網(wǎng)由計算機遠程控制各種操作與任務執(zhí)行。7.自動回站充電技術(shù)。8.根據(jù)清潔程度播放音樂。二 產(chǎn)品未來發(fā)展趨勢縱觀目前市面上的幾款清潔機器人，不難發(fā)現(xiàn)未來的清潔機器人的發(fā)展趨勢將會有幾方面的重大突破： 1.傳感器融合技術(shù)：要讓機器人具備更多人性化的功能，非得依賴大量的傳感器技術(shù)，因為傳感器是物理世界與軟件世界之間的溝通轉(zhuǎn)換媒介，搜集大量的訊息也觀測環(huán)境的變化，從以上的產(chǎn)品中不難發(fā)現(xiàn)，某些產(chǎn)品的傳感器種類與使用多達7種，未來嵌入在機器人內(nèi)的傳感器數(shù)量將會越來越多樣化，而傳感器之間的溝通與調(diào)節(jié)將會更復雜，同時也表示電源系統(tǒng)的管理與內(nèi)部空間的機構(gòu)設(shè)計將更為重要。 2.功能智能化：傳感器的融合帶來訊息量的增加，是為了使機器人提供更符合人性化的服務，因此人工智能的強化將會越來越重要。這部份堪稱是機器人技術(shù)的關(guān)鍵核心，尤其服務型機器人因為深入居家環(huán)境，朝夕與人類相處，與人類的生活質(zhì)量、安全等息息相關(guān)，其智慧化的程度與需求遠比在生產(chǎn)在線的產(chǎn)業(yè)型機器人更為迫切，各企業(yè)研發(fā)團隊無不積極開發(fā)更多的軟件技術(shù)與算法，提升機器人在圖樣辨識、環(huán)境決策、訊息組織、模仿學習、任務排程等各方面的能力。這方面也有賴于電子硬件技術(shù)的配合，運算能力越來越強的各種DSP與微處理器將也會是智能化提升的重點。另外人機接口的親和度也將會是影響使用者接受的主要因素，這方面也考驗著技術(shù)人員在設(shè)計上的創(chuàng)意與藝術(shù)內(nèi)涵。 3.多群組代理人協(xié)調(diào)控制：未來的家用型服務型機器人的種類將會越來越多，將不只是一個機器人，而是一組機器人在家庭中為人類服務，包括吸塵、洗地、搬運垃圾、洗窗、水族箱清潔等等。尤其在高所得的家庭中，機器人的數(shù)量將會呈倍數(shù)的成長，這些機器人構(gòu)成一個堅強的服務團隊，在同一時間（或個別分配好的時間內(nèi)）合作完成家庭中的清潔工作。每個機器人都具有個別的智能能力，集合起來構(gòu)成一個智能化的群體結(jié)構(gòu)，彼此之間能夠信息分享、互相學習、經(jīng)驗交換等。群組中也許有一個leader robot，支配指揮所有成員的工作；也可能所有robots都是平等的partners，會自動規(guī)畫出一個最快速或最清潔的目標完成任務，依使用者所要求情況而定。所伴隨而來的無線通訊，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、多媒體串流等技術(shù)也會有越來越重要的整合應用與發(fā)展。 4.電控技術(shù)精簡化：機器人是一個需要高度精密控制的系統(tǒng)，整合了許多的伺服機構(gòu)、電子回路等模塊在其中。每個模塊都需要有相對應的控制邏輯，技術(shù)人員的目標在于設(shè)計良好的運算法則，透過驅(qū)動機制補償各種在過程中受到干擾所產(chǎn)生的誤差，保持系統(tǒng)的正常運作。模塊越多，功能越完備，代表處理器運算的電力消耗越高。由以上的各項產(chǎn)品與發(fā)展趨勢可看出，隨著機器人性能要求的提升，系統(tǒng)的模塊多樣化與復雜化實不可避免，因此適當?shù)木喐鞣N控制演算邏輯便成為必要的工作。所謂精簡化，并非指單純的取舍，而是需要從整合的觀點仔細評估整體效能的權(quán)衡與配重，避免某個模塊占用太多的系統(tǒng)資源，并隨時調(diào)整。精簡化才能提高實用價值，在分析與實務之間找到最佳的平衡點。 5.機構(gòu)輕量化：不斷研發(fā)更輕量的強度材料，一方面提高機器人的負載/重量比，并強化結(jié)構(gòu)在碰撞上的韌性與振動模態(tài)下的剛性，另一方面則能更節(jié)省電池電量的消耗，達到環(huán)保節(jié)能的目的。 6.模塊彈性化：研究開放式，替換式的模塊技術(shù)，一方面易于維修，可以延長使用壽命，另一方面也能應付劇烈變化的市場機制，保有發(fā)展技術(shù)的優(yōu)勢與主控權(quán)。展望未來，機器人從工廠生產(chǎn)線走入人類的居家生活已經(jīng)成為不可阻擋的流，不論歐、美、日、韓無不將其列入國家級的重點發(fā)展產(chǎn)業(yè)，全力投入前瞻技術(shù)的開發(fā)與整合。臺灣雖然現(xiàn)階段在整體發(fā)展上落后歐美各國，但在電子技術(shù)與芯片設(shè)計等部分關(guān)鍵零組件與核心模塊已成功進入國際級的供應鏈情況下，足證明臺灣仍具有發(fā)展清潔機器人的競爭力。若能掌握未來趨勢，預先布局技術(shù)與相關(guān)資源的整合，便能帶動臺灣下波科技產(chǎn)業(yè)升級，再創(chuàng)高峰。三 2010年清潔機器人市場清潔機器人可分為產(chǎn)業(yè)型與家用型兩大類，清潔機器人在地板清潔(吸塵與洗地)、除草、游泳池清潔及大樓窗戶清洗等應用需求量很大。依據(jù)WinterGreen Research, Inc在2008年對清潔機器人的市場報告。其中又以家用自走式吸塵器之產(chǎn)值最大，至2014年將成長至12億美元。以臺灣而言，家用自走式吸塵器2008年約255萬臺，至2014年將成長至2700萬臺，六年成長十倍以上。第五節(jié) 工業(yè)機器人用電機驅(qū)動系統(tǒng) 一 機器人對關(guān)節(jié) 驅(qū)動電機的主要要求 1．快速性電動機從獲得指令信號到完成指令所要求的工作狀態(tài)的時間應短。響應指令信號的時間愈短，電伺服系統(tǒng)的靈敏性愈高，快速響應性能愈好，一般是以伺服電動機的機電時間常數(shù)的大小來說明伺服電動機快速響應的性能。 2．起動轉(zhuǎn)矩慣量比大在驅(qū)動負載的情況下，要求機器人的伺服電動機的起動轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)動慣量小。 3．控制特性的連續(xù)性和直線性隨著控制信號的變化，電動機的轉(zhuǎn)速能連續(xù)變化，有時還需轉(zhuǎn)速與控制信號成正比或近似成正比。 4．調(diào)速范圍寬能使用于1：1000～10000的調(diào)速范圍。 5．體積小、質(zhì)量小、軸向尺寸短6．能經(jīng)受得起苛刻的運行條件，可進行十分頻繁的正反向和加減速運行，并能在短時間內(nèi)承受過載目前，由于高起動轉(zhuǎn)矩、大轉(zhuǎn)矩、低慣量的交、直流伺服電動機在工業(yè)機器人中得到廣泛應用，一般負載1000N（相當100kgf）以下的工業(yè)機器人大多采用電伺服驅(qū)動系統(tǒng)。所采用的關(guān)節(jié)驅(qū)動電動機主要是AC伺服電動機，步進電動機和DC伺服電動機。其中，交流伺服電動機、直流伺服電動機、直接驅(qū)動電動機（DD）均采用位置閉環(huán)控制，一般應用于高精度、高速度的機器人驅(qū)動系統(tǒng)中。步進電動機驅(qū)動系統(tǒng)多適用于對精度、速度要求不高的小型簡易機器人開環(huán)系統(tǒng)中。交流伺服電動機由于采用電子換向，無換向火花，在易燃易爆環(huán)境中得到了廣泛的使用?！?0kW。二 電機的細分 電機大致可細分為以下幾種： 1．交流伺服電動機 包括同步型交流伺服電動機及反應式步進電動機等。