如果你喜歡汽車，那么從德國三架馬車BBA的身上可以看出很多德國產(chǎn)品的特點(diǎn)：科技感十足但不張揚(yáng)，用料考究但不浮夸，設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)凰腊濉?/p>
當(dāng)然，大眾除外。
閑話略過，KUKA作為一家德國企業(yè)，其產(chǎn)品當(dāng)然也具備上述優(yōu)點(diǎn)，先來說說人機(jī)交互。
目前工業(yè)機(jī)器人的人機(jī)交互方式即編程方式仍然以示教器（TeachPendant）為主。示教器是一種專用的手持設(shè)備，可以理解成一個(gè)加強(qiáng)版的iPad，通過它可以完成對(duì)機(jī)器人的設(shè)置、編程、維護(hù)等操作。常見的6軸工業(yè)機(jī)器人共有6個(gè)自由度，因此在編程時(shí)，需要示教器具備6組12個(gè)獨(dú)立的按鍵來對(duì)這6個(gè)自由度進(jìn)行操作。關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模式時(shí)，分別控制1~6軸的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，笛卡爾空間運(yùn)動(dòng)時(shí)分別控制X、Y、Z以及繞X/Y/Z的旋轉(zhuǎn)，例如下圖紅框中所示的：
看到這么多按鈕是不是非常頭疼，當(dāng)然也有使用軟件做的，例如UR的超大屏示教器，外圍沒有按鈕，所有的按鍵都是軟件虛擬：
使用按鍵的缺點(diǎn)一是按鍵沒有力度之分，無法通過按壓力度來實(shí)時(shí)改變機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度；二是很難實(shí)現(xiàn)同時(shí)按壓多個(gè)按鍵，實(shí)現(xiàn)符合運(yùn)動(dòng)；
因此為了改變這種情況，有的廠商開始使用搖桿來增強(qiáng)機(jī)器人的操作體驗(yàn)，例如ABB：
這款搖桿的操作方式與游戲手柄類似，不同的是該搖桿可以沿軸線扭轉(zhuǎn)，因此它有三個(gè)自由度。缺點(diǎn)在于個(gè)頭太大，導(dǎo)致ABB的示教器右側(cè)厚度很高，并且在使用過程中，為了控制機(jī)器人的6個(gè)自由度，仍然需要使用其他按鍵進(jìn)行切換，不是很直觀。
有人要問了，既然空間6個(gè)自由度，那有沒有可以支持6個(gè)自由度的搖桿，有的話用這個(gè)不就好了，非要整這么麻煩。
恩，KUKA也是這么想的。
做三維設(shè)計(jì)的同學(xué)可能有用過3Dconnexion出品的SpaceNavigator3D鼠標(biāo)：
KUKA的示教器上就有這么一個(gè)類似的神器，就是6D鼠標(biāo)（下圖一右邊偏上的SpaceMouse），可以理解為可控制6個(gè)方向的搖桿（平時(shí)我們玩游戲主機(jī)/街機(jī)手柄上的搖桿只有2個(gè)自由度，一個(gè)搖桿只能控制上下+左右），KUKA的6D鼠標(biāo)可以同時(shí)控制上下、左右、前后、回轉(zhuǎn)、俯仰、偏轉(zhuǎn)和俯仰，見下圖（現(xiàn)款KUKA示教器KRC4SmartPad）：
眼尖的同學(xué)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這倆貨長的特別像了，是的，按照輩分算，KUKA示教器上使用的6D鼠標(biāo)可以稱得上是3DconnexionSpaceNavigator的爺爺輩了。
這里不得不提一個(gè)傳奇人物BerndGombert，這位大爺身背100多項(xiàng)專利，并且是一位連續(xù)創(chuàng)業(yè)的企業(yè)家。1989到2001年間，他作為研究員在DLR工作，其中主要的項(xiàng)目既是LBR機(jī)器人，也就是iiwa的前身。1991年，他發(fā)明了3D鼠標(biāo)，并以此建立了一家名為SpaceControlGmbH的公司，后來出售給了羅技，也就是現(xiàn)在的3Dconnexion；2000年，他又創(chuàng)辦了eStopGmbH，為汽車行業(yè)提供剎車系統(tǒng)，KUKA機(jī)器人電路板維修，該公司在2005年被SiemensVDO收購；緊接著在2008年，Gombert帶領(lǐng)eStop的核心團(tuán)隊(duì)出走創(chuàng)業(yè)，建立了RGMechatronics，本來這是一家做咨詢的公司，后來各種機(jī)緣巧合，先做醫(yī)療機(jī)械臂，后來轉(zhuǎn)到了協(xié)作機(jī)器人研發(fā)上，并改組為GomtecGmbH；2015年4月，ABB宣布收購德國協(xié)作機(jī)器人制造商Gomtec。
這才是人生贏家好么。
KUKA的6D鼠標(biāo)相比普通按鍵有多方便，只有用過的人才能體會(huì)。喜歡玩實(shí)況/FIFA/KOF的同學(xué)，想象一下鍵盤和手柄之間的差距，乘以3，基本就是這個(gè)水平。
有人可能要問了，把這玩意弄穩(wěn)定點(diǎn)，放到工業(yè)產(chǎn)品上也沒啥難度吧。恩，現(xiàn)在來看確實(shí)沒啥難度，但是KUKA什么時(shí)候開始用6D鼠標(biāo)的呢？1996年。那一年KUKA推出了全球首個(gè)PC-Based實(shí)時(shí)機(jī)器人控制器，在與之匹配的KCP2示教器上，KUKA第一次安裝了6D鼠標(biāo)，見下圖，右側(cè)白色的圓柱體就是：
那個(gè)時(shí)候中國正式接入國際互聯(lián)網(wǎng)才剛剛2年，大部分中國人才剛剛開始在學(xué)校學(xué)習(xí)普通的鼠標(biāo)怎么使用，那個(gè)時(shí)候KUKA競爭對(duì)手的示教器是這個(gè)樣子的（ABBS4TeachPendant1994~1999）：
當(dāng)然，超前的設(shè)計(jì)總會(huì)伴隨著一些不可靠因素。由于集成度太高，再加上工廠的使用環(huán)境和工人的使用習(xí)慣遠(yuǎn)比消費(fèi)級(jí)市場環(huán)境惡劣，導(dǎo)致KUKA的6D鼠標(biāo)故障率比較高，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)自己漂移甚至不能使用的情況，為此KUKA在其每一代示教器上都另外設(shè)置了備用的6組+、-按鍵以防萬一，也算是不得已的折中。
再貼一張市面上主流廠商的示教器的匯總圖（從左往右依次是KUKA、KEBA、FANUC、ABB、YASKAWA、COMAU）：
接下來講講機(jī)械本體的顏值。
工業(yè)圈里很多產(chǎn)品外觀都很挫，其主要設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)都是保證功能性和可靠性，高顏值外觀對(duì)產(chǎn)品銷量的提升效果遠(yuǎn)比不上消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品。因此外觀設(shè)計(jì)大部分會(huì)為成本讓路，能用，可靠，不是太丑就行。
KUKA雖身在工業(yè)圈，但是企業(yè)的內(nèi)心非常潮流，人家就是要逼格高，就是要看著爽，多那點(diǎn)成本爺不在乎。其產(chǎn)品外觀流線型設(shè)計(jì)非常棒，很多結(jié)構(gòu)件和電機(jī)的設(shè)計(jì)也有很科幻感，多款獲得紅點(diǎn)和IF大獎(jiǎng)，比如其當(dāng)家花旦KUKALBRiiwa，把這機(jī)器人放到工廠里都舍不得用�。�
這里插一句，文獻(xiàn)中可能對(duì)這款機(jī)器人有兩種稱呼，一種是LWR，一種是LBRiiwa。前者是德國宇航局DLR使用的名稱，為LightWeightRobot的縮寫，在iiwa沒出之前，很多高校買LBR回來做學(xué)術(shù)研究，經(jīng)常讀論文的同學(xué)可能會(huì)見的比較多；后者是KUKA將其DLRLWR商業(yè)化之后賦予的新名稱，LBR是德語的輕型機(jī)器人的縮寫，iiwa是IntelligentIndustrialWorkAssistant的縮寫。
再來看看KUKA機(jī)器人妖嬈的腰段。
一般上習(xí)慣將工業(yè)機(jī)器人大臂下部與底座相接的地方稱為腰座，由于這個(gè)地方要布置巨大的2軸電機(jī)、減速器、平衡缸等大型部件，所以很難做好結(jié)構(gòu)和美觀之間的平衡。為了更好的理解，先科普一個(gè)大型重載機(jī)器人都會(huì)用到的關(guān)鍵部件：平衡系統(tǒng)。
對(duì)于六軸工業(yè)機(jī)器人來講，在大部分時(shí)間里，2軸所承受的負(fù)載是最高的，尤其在手臂伸展較開的時(shí)候，例如下圖，2軸電機(jī)需要承擔(dān)整個(gè)機(jī)器人大部分的自重外加負(fù)載的重量：
出于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和功耗方面的考慮，2軸電機(jī)功率不能選的太大，在上面那種情況下只靠2軸電機(jī)無法提供足夠的轉(zhuǎn)矩輸出，因此就需要額外的平衡系統(tǒng)來為2軸提供輔助轉(zhuǎn)矩，一般情況下，平衡系統(tǒng)可以提供全部所需轉(zhuǎn)矩的40%以上。
在機(jī)器人發(fā)展的早期，由于技術(shù)和成本限制，大型機(jī)器人的平衡系統(tǒng)普遍選用實(shí)心的金屬結(jié)構(gòu)件，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，缺點(diǎn)是占用的空間較大，限制機(jī)器人的工作范圍：
之后主流的平衡系統(tǒng)開始演變?yōu)槎鄰椈汕短椎姆绞�，顯著縮小了機(jī)器人的體積，慢慢的幾乎所有的大型機(jī)器人屁股后面都掛著一個(gè)粗壯的圓筒形平衡缸，其內(nèi)部一般是多個(gè)大小不一的彈簧嵌套在一起組成的，例如下圖。注意上圖中機(jī)器人大臂兩端也是帶有彈簧平衡缸的。