1、工業機器（qì）人（rén）控製係統硬件結構（gòu）
 
 
　　控製器是機器（qì）人（rén）係統的核心，國外有關公（gōng）司對我國實行（háng）嚴密封鎖。近年來隨著微電子技術的發展，微處理（lǐ）器的性能（néng）越來越高，而價格則越（yuè）來越便宜，目前市（shì）場上已經出現了1-2美金的32位微處理器。高性價比的微處理器為機器（qì）人控製器帶來（lái）了新的發展機遇（yù），使開發低成本、高性能（néng）的機器人控製器成為可能。為了保證（zhèng）係統具有足夠的計算與存儲能力，目前機器人（rén）控製器（qì）多采用計算能力較強的ARM係列、DSP係列、POWERPC係列、Intel係列等芯片組成。此外，由於已有的通用芯片在功（gōng）能和性能上（shàng）不能完全（quán）滿足某些機器人係統在價格、性能、集成度和接口等（děng）方麵的要求，這就（jiù）產生（shēng）了機器人係統對SoC（SystemonChip）技術的需求，將特定的處理器與所需要的接口集成（chéng）在一起，可簡化係統外圍電路（lù）的（de）設（shè）計，縮小係統尺寸，並降低成本。例如，Actel公司將NEOS或ARM7的處理器內核集成在其FPGA產品上，形成了一個完整的SoC係統。在機器人運動控製器方麵（miàn），其研究主要集中在（zài）美國和日本，並有成熟的產品，如美國DELTATAU公司、日本朋立（lì）株式會社等。其運動控製器以DSP技術為核心，采用基於PC的開放式結構。
 
 
　　2、工業機器人控製係統體係結構
 
 
　　在控製器（qì）體係結構方（fāng）麵，其研究重點是功能劃分和功能之間信息交換的規範。在開放（fàng）式控製器體係結構研究（jiū）方麵，有兩種基（jī）本結構，一種（zhǒng）是（shì）基於硬件層次劃分的結構，該類型結構比較簡單，在日本，體係結構以硬件為基礎來劃分，如三菱重工株式會社（shè）將其生產的PA210可攜帶式通用（yòng）智能臂（bì）式機器人的結構劃分為（wéi）五層結構（gòu）；另（lìng）一種是基於功能劃（huá）分的結構，它將軟硬件一同考慮，其是（shì）機器人控（kòng）製器體係結構研究和發展（zhǎn）的方向。
 
 
　　3、控製軟件開發環境
 
 
　　在機器人軟件開發環境方麵，一般工業機器人公司都有自己獨立的開發環境和獨立的機器人編程語言，如日本Motoman公司、德國kuka公司、美國的Adept公司、瑞典的abb公司等。很多大（dà）學在機（jī）器人開發環境(RobotDevelopmentEnvironment)方麵已有大量研究工作，提供了很多開放源碼，可在部分（fèn）機器人硬（yìng）件結構下進行集成和（hé）控（kòng）製操作（zuò），目前已在實（shí）驗室（shì）環境下進行了許多相關實驗。國內外現有的機器（qì）人係統（tǒng）開發環境有TeamBots，v.2.0e、ARIA，V.2.4.1、Player/Stage，v.1.6.5.1.6.2、Pyro.v.4.6.0、CARMEN.v.1.1.1、MissionLab.v.6.0、ADE.V.1.0beta、Miro.v.CVS-March17.2006、MARIE.V.0.4.0、FlowDesigner.v.0.9.0、RobotFlow.v.0.2.6等等。從機器人產（chǎn）業發（fā）展來看，對機（jī）器人軟件開發環境有兩方麵的需（xū）求。一方麵是來自機器人最終用戶，他們不僅使用機器人，而且希（xī）望能夠通過編程的方式賦予機器人更多的功能，這種編程（chéng）往往是（shì）采用可視（shì）化編（biān）程語言實（shí）現的，如樂高MindStormsNXT的圖形化編程環境和微軟RoboticsStudio提供的（de）可視化編程（chéng）環境。
 
 
　　4、機器人專（zhuān）用操作係（xì）統
 
 
　　（1）、VxWorks，VxWorks操作係統是美國WindRiver公司於1983年設計開發的一種嵌入式實時操作係統（RTOS），是Tornado嵌入式開發環境的關鍵組（zǔ）成部分。VxWorks具有可裁剪微內核結構（gòu）；高效（xiào）的任務管理；靈活的任務間（jiān）通信；微秒級的中斷處理；支持POSIX1003．1b實（shí）時擴（kuò）展標（biāo）準；支（zhī）持多種物理介質及標準的、完整的TCP/IP網絡（luò）協議等。
  
　　（2）、WindowsCE，WindowsCE與Windows係列有較好的兼容性，無疑是WindowsCE推廣的一（yī）大優勢。WindowsCE為（wéi）建立針對掌上設備、無線設備的動態應用程序（xù）和服務（wù）提供了一種功能豐富的操作係統平台，它能在多（duō）種（zhǒng）處理器體係結構上運行，並且通常適用於那些對內（nèi）存占用空間具有一定限製（zhì）的設（shè）備（bèi）。
  
　　（3）、嵌入式Linux，由於（yú）其源代碼公開，人們可以任意修改，以滿足自己的應用。其中大（dà）部分都遵從（cóng）GPL，是（shì）開放源代碼和免費（fèi）的。可以稍加（jiā）修改後應用（yòng）於（yú）用戶自己的係統。有龐大的開發人員群體，無需專門的人才，隻要懂（dǒng）Unix/Linux和C語言即（jí）可。支持的硬件（jiàn）數量龐大。嵌入式Linux和普通Linux並無本質（zhì）區別，PC上用（yòng）到（dào）的硬件嵌（qiàn）入式Linux幾乎都（dōu）支持。而且各種硬件的驅動程序源代碼都可以得到，為用戶編寫自己專有硬件的驅動程序帶來很大方便。
  
　　（4）、μC/OS-Ⅱ，μC/OS-Ⅱ是著名的源代碼公開的實時內核，是（shì）專為嵌入式應用設計的，可用於（yú）8位，16位和32位單片機或數字信號（hào）處理器（DSP）。它的（de）主要特點是公開（kāi）源代碼、可移植（zhí）性好、可固化、可裁剪性、占先式內核、可確定性等。
  
　　（5）、DSP/Bioses，DSP/Bioses是TI公司特別為其TMS320C6000TM，TMS320C5000TM和TMS320C28xTM係列DSP平台所設計開發的一個尺寸可裁剪的實時多（duō）任務操作係統內核，是TI公司的CodeComposerStudioTM開發工具的組成部分之一。DSP/Bioses主要由三部分組成：多線程實時內核；實時分析工具；芯片支持庫。利用實時操作係統開發（fā）程序（xù），可以方便快速的開發複雜的DSP程序。
 
 
　　5、機器人伺服通信總線技術
 
 
　　目前國際上還沒有專用於機器人係統中的伺服通信（xìn）總線，在實（shí）際應用過程（chéng）中，通常（cháng）根據係（xì）統需（xū）求，把常用的一些總線，如以太網、CAN、1394、SERCOS、USB、RS-485等用於機器人係統中。當（dāng）前（qián）大（dà）部分通信控製總（zǒng）線可以歸納為兩類，即基於RS-485和線驅動技術的（de）串行總線（xiàn）技術和基於實時工業以太網的高速串（chuàn）行總線技術。