在宏观应用上,并联机器人的主要应用包括工业零件的抛光去毛刺。目前,连美国波音飞机、通用汽车这样的国际大公司基本都还是以手工方式进行曲面零件抛光去毛刺。张教授曾参访过加拿大安省奥克维尔的古德里奇有限公司,该公司承接了波音、空客等各大飞机制造商的起落架生产,当时的工作条件非常恶劣,工人对零件的抛光去毛刺过程都是手工完成,一小时就得间歇一次。由于车间弥漫金属粉尘,很多工人因此患上了皮肤癌和肺癌,年长的工人由于长时手工操作甚至得了肢体麻木。该公司联系了张丹教授并准备采用并联机器人技术进行改造,这样工人的工作条件可以大为改观。 在微观应用层面,张丹设计的机器人柔性并联结构,已经实现了无需装配的一体化,其具有幅度小、精度高的特点,在生物医学领域已开始得到应用。如微动探针可插到细胞内进行基因改造及染色体分类工作。在与中方的合作项目中,张丹的团队设计的利用柔性并联结构作为加速传感器的一款数字铅球,其上的传感器可采集到铅球推出时的加速度,将力的变形反馈给计算机进行分析后,教练可根据分析结果指导运动员改进动作,提高运动成绩。此外,张丹还与中科院合肥智能机械研究所共同开发出仿土拨鼠的煤矿灾难救援机器人技术及与中国矿业大学合作开发可充分利用煤矿资源的机器人薄层挖煤技术等,取得了良好的社会和经济效益。 发展壮大要靠对核心关键部件的原创攻关 谈及全球机器人技术的发展路径,张丹认为,机器人技术的发展主要分为工业机器人和服务机器人两大类。 工业机器人目前正在从汽车行业的焊接、喷漆等成熟应用向其他行业迅速扩展;而服务机器人因与人类生活密切相关,其需求旺盛,发展势头非常迅猛,且大有超过工业机器人的趋势。如飞行机器人已大量应用于电线冬季除冰、电影拍摄、地理测绘甚至军事侦察领域。服务机器人另一个具有广阔市场的重要应用领域是医疗康复和养老,如外骨架机器人可助力中风老人恢复行走能力,减轻帕金森氏症患者因手部抖动造成的生活不便,未来还可帮助重载荷的士兵在战场上健步如飞。 张丹指出,目前机器人技术在中国的发展如火如荼,但还存在着层次较低、仿制多原创少的问题,与美日等国尚有不小的差距。像高精密减速器等极难仿制和逆向破解的机器人核心关键部件主要依赖进口,占到机器人总成本的一半以上。如果对核心关键部件的原创科研攻关无法实现突破,将严重制约中国的机器人产业的发展壮大。 |
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