機器人技術中計算機控制系統的應用分析

徐明甲 馬進 長春市第二實驗中學

在科學技術不斷發展的今天，機器人已逐漸成為當前科技發展中最先進的科技領域。利用機器人技術可以將科學技術轉變成為生產技術，進而提升相關產業的發展水平和技術水平。機器人在許多行業，比如制造業、家庭服務領域、比較危險的職業中已經漸漸取代了部分人類的工作。機器人技術涉及的是技術領域十分廣闊，比如計算機技術領域、電子工程領域、機械工程領域等等，其中計算機控制系統是這些技術領域中最不可缺少的一部分。

一、機器人技術和計算機控制系統的關系

機器人技術是一個綜合各個技術于一體的技術領域，機器人技術都包括人工智能技術、計算機控制技術、信息傳感技術、仿生學技術等等組合而成。機器人的機械本體是由控制器、傳感器以及計算機控制系統這三部分組成的，機器人要想完成整個操作任務是需要控制器、傳感器計算機控制來完成的，而在這其中，計算機的控制系統技術發揮了重要作用。機器人的計算機控制技術是整個技術中的核心技術，能夠用來保障機器人完成各項操作以及相關動作的控制情況。對于機器人的控制，可以使一臺微型計算機來控制，或者也可以十多臺計算機同時控制一個機器人。計算機控制系統控制機器人技術涉及的領域也非常廣泛，比如機器人智能方面、機器人運動方面、機器人做家務方面等等，都是需要輸入一定的指令進一步去完成相關操作的。

計算機的應用和產生在不斷地更新換代升級，從電子管、晶體管、集成電路發展到今天的計算機，已經越來越成熟完善。計算機應用的產生并且應用于機器人的控制技術中，幫助機器人的自主控制技術獲得更高的授權。特別是計算機的精準度、邏輯思維敏感度，應用于機器人身上就如同如虎添翼。另外計算機的信息處理能力也非常迅速，也為機器人的發展解決了重要的硬件設施問題。

早些年期間對于機器人的發展僅僅是通過程序進行控制，隨著計算機技術的發展，對于機器人的控制行使已經演變為邊教邊學的方式，即機器人通過對人類行為的感知來學習和人類相關的行為動作。計算機的信息技術的提高，以及控制技術的加強，機器人的應用也非常寬泛，機器人的控制也開始走向了多元化、智能化的發展道路，對于一些C++語言、Java技術，計算機編程的發展有了很大的提高幫助。正是由于計算機的高效發展，才能更好地實現對于機器人的控制，機器人領域才能進一步完善發展。

二、機器人技術中計算機控制系統的應用發展方向

目前，機器人的發展正在朝著智能化的方向發展，機器人的各項指標也都處于上升階段。而國家發展機器人的重點也將放到開發像人類一樣有意識、有思想的機器人，當然，基于這點，必然離不開計算機控制的有效操作。機器人的大量應用是標志著一個國家工業化水平提高的明顯表現，而要想做到機器人的批量應用一定和計算機的控制系統脫不了干系。機器人技術中計算機控制系統的應用主要有以下幾個方面：

計算機控制系統能夠將機器人變得微小，并且行動靈活自如，在未來的某一天，一定能研發這樣的技術應用。將機器人的控制系統和仿生機器人聯系在一起，然后再通過對其進行生物分析，制造成為一個仿生機器人，仿生機器人是機器人行業中最高的發展境界。再者，計算機控制系統中的傳感系統向機器人不斷發展靠近，進一步提高機器人的傳感性以及智能化。最后，計算機控制系統可以實現柔軟型機器人的發展，可以用于休閑娛樂等方向。因其柔軟型機器人可以在突發意外危險情況時，它的控制器系統和傳感器系統是很難被損害的。

機器人技術中的計算機控制系統是不可替代的，例如在遠程機器人中應用PC計算機研發而成。通過遠程計算機技術來控制機器人的操作能力以及在線編程能力，確保機器人可以精準地完成各項操作。除此之外，計算機控制系統下的工業機器人可以更好地處理一些工業結構方面比較傷害人體健康的人工作，機器人的有效運作，既提升了工作效率，同時又顯現了計算機技術的高超能力。

三、機器人技術中計算機控制系統的原理分析

機器人技術最為關鍵的一部分就是計算機控制系統。機器人的相關操作以及各種性能的優化都離不開計算機控制系統的發展。計算機控制系統的硬件主要由主機、外儲存器、輔助設備、輸出設備以及過程輸入等等這幾部分構成。計算機控制系統的軟件部分由系統軟件和應用軟件構成。而系統軟件則又由高級匯報語言、算法語言、過程控制語言、數據結構操作結構等構成。應用軟件是由輸入程序和控制程序構成，其中控制程序是最為核心的程序。

根據計算機控制系統的控制技術來看，主要分為集中控制類型、分散控制類型以及主從控制類型。

集中控制主要是用于計算機控制下的早期、初期的機器人，畢竟早期機器人的功能比較簡單，只需要單機計算機進行控制即可。另外一方面的原因就是早期的計算機價格比較貴，控制要求速度也比較慢，只能簡單維持早期機器人的基本要求。在之后計算機發展得比較快，機器人的類型、功能也比較復雜，慢慢地集中控制技術也就不再適應于機器人的發展，最終慢慢只能被市場淘汰。

分散控制是如今的機器人類型中使用技術最為廣泛的一種。分散控制，顧名思義，就是由多臺計算機共同完成控制的。上機位復雜數據的處理和運算，下機位控制一些相關環節的操作，最終通過上下機位完成對機器人的共同操作。

主從控制就是集中控制到分散控制的一個過渡控制，通過上下機位共同完成對目標任務的操作，由于不能實現多臺計算機完成不同的功能，因此存在的時間比較短暫。

分散控制和主從控制最大的不同就是主從控制不能通過多臺計算機來實現分別操控的職能，而分散控制卻可以將一個整體拆分成為不同小主體，然后根據不同的下機位完成操作相關的職能，能夠從一定程度上提升機器人的工作效率。

四、機器人的工作要求和能力

設計機器人最初的目的就是可以代替人類去完成一些比較危險或者很難完成的工作，或者一般工作人員比較常規簡單的工作，要求機器人去執行，憑照感覺去慢慢摸索。機器人的傳感器通常比較便宜，而且數據處理要小一些，當機器人有了自適應控制以外，就會慢慢取代人類完成各種工作。傳感器可以是接觸式的，也可以非接觸式的，通常按照其安裝部位而定。非接觸式的傳感器一般適用于粗略的控制，接觸式傳感器適用于比較精準地控制。不管是哪種傳感器，接觸式的也好，非接觸式的也罷，和計算機控制系統的硬件和軟件設施相結合，那么就會大大提高機器人的工作效率，機器人的能力也會因此顯現出來。模擬傳感器通常是用來監測正在施工的作用力，為了監測出工作情況如何，通常需要多個傳感器進行感應。

五、結束語

綜上所述，計算機控制系統已經應用于機器人技術中的各個領域，并且在機器人領域中已經產生不可取代的作用。在日益激烈的機器人行業研發中，我們國家必須加快計算機控制系統在機器人的應用，同時加大發展機器人的開發力度。為了適應機器人在未來能夠精細化的發展，必須提高計算機控制系統能力以及處理信息的能力。