原发布者:WL课件库
工业机器人应用技术1模块二1机器人的基础知识机器人的基本属于与图形符号234机器人的主要技术参数机器人的举例分析机器人的工作原理与应用技术单元提要本模块主要介绍机器人的基础知识,包括机器人的基本术语与各类图形符号,机器人的主要技术参数等,并介绍了几种实际产品的技术规格和机构简图。学习要求学习完本模块的内容后,学生应熟练掌握机器人的基本术语和各类图形符号的含义;能够读懂并解释机器人技术规格书的内容,能够熟练绘制出机器人机构简图和各种机械结构的运动简图;掌握运动学和动力学的基本问题,理解机器人的位置与变量的关系,了解运动学、静力学和动力学的一般表示方法,能用上述所学解释机器人的位置、姿态和运动的关系。学习单元一机器人的基本术语与图形符号一、机器人的基本术语1.关节关节(joint)即运动副,是允许机器人手臂各零件之间发生相对运动的机构,是两构件直接接触并能产生相对运动的活动连接,如图2-1所示。A、B两部件可以做互动连接。图1-13不同坐标结构的机器人一、机器人的基本术语高副(higherpair)机构简称高副,指的是运动机构的两构件通过点或线的接触而构成的运动副。例如,齿轮副和凸轮副就属于高副机构。平面高副机构拥有两个自由度,即相对接触面切线方向的移动和相对接触点的转动。相对而言,通过面的接触而构成的运动副称为低副机构。一、机器人的基本术语一
机器人家上了解到,对于工科领域来说,脱离实践的学习都是肤浅的,对于控制这种强调经验的技术更是如此。
如果去问一个程序员怎么学习一块技术,他必然让你去多编程。机器人领域也是。
如果想把基本功打扎实,那么实践更是必不可少了。 对于普通学生入门来说 一款合适的机器人平台 + 入门级的控制算法进行试验。
同时深入地学习相应地理论知识。对于一个有控制基础,需要现学现用的工作者来说,啃一本诸如《现代控制工程》的书籍,在工作者演练,下面的平台内容直接略过。
关于平台的选择和相应的学习教程,我放在最后,防止大图分散了重点。 先结合机器人来说一下控制。
对于设计任何一个控制系统来说,需要了解自己的输入、输出、控制元件,和算法。在一个简易的机器人系统里,分别对应的原件是: 输入 --- 传感器 (声呐,红外,摄像头,陀螺仪,加速度计,罗盘) 控制元件 --- 电机 控制算法 --- 控制板 (小到单片机,大到微机) 输出 --- 你的控制目标 (比如机器人的路径跟踪) 对这四方面都有了解之后,才能基本对机器人的控制有一个较为感性的认识。
这是入门的基础。如果你对输入和输出做一个测量,比如用电机将某个轮子的转速从10加速到100,把这个测量勾画出来,那么这一个响应曲线。
如何将电机准确快速地从10加速到100,这就需要一个简易的反馈控制器。 上面所说的各个传感器元件,都有廉价版可以购买学习,但随之引入的问题就是他们不精确,比如有噪声。
消除这个噪声,你就需要在你的控制系统中引入更多的控制单元来消除这个噪声,比如加入滤波单元。 上面说这么多,只是想表达,理论和算法都是有应用背景的,但同时,学习一些暂时无法应用的算法也并不助于入门,甚至可能走偏门,觉得越复杂越好。
所有的工程应用者都会说某某算法非常好,但是经典还是PID。倘若不亲手设计一个PID系统,恐怕真的领略不到它的魅力。
我大学本科的控制课程包含了自动控制理论和现代控制理论,但是直到我设计一个四旋翼无人机的时候,才真正建立了我自己对机器人控制的理解。 推荐的那本《现代控制工程》是一本非常经典的专业书籍,需要理论知识,再进行详细的学习。
我的建议是先玩,玩到需要时,认真学习这部分理论。 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 推荐一些机器人平台。
核心都涉及到运动控制。 基于arduino的机器人平台是最大众的平台了,这是一个开源社区,很多关于机器人的简易设计和控制算法实现都能在google得到。
淘宝arduino机器人,包括arduino控制板和各类简易传感器,几百块之内钱都能得到。 Imperial College London的Robotics课程就是以Lego为实验平台的,Andrew Davison的课件上所有的理论都可以用Lego实现Andrew Davison: Robotics Course。
如果这些都玩腻了,可以试试玩一个机器人飞行控制,比如四旋翼飞机。飞行器是六自由度控制,因此比小车要更加具有挑战性,也需要更精确的控制系统。
下面这是我以前的一个四旋翼DIY,基于arduino MultiWii的。依旧淘宝四旋翼飞行器。
MultiWii是一个基于arduino的开源飞控平台,所有c代码都可得,不多于一两万行。如果把这些都研究透了,相比已经是专业水平了。
首先了解机器人应当从机器人的定义开始,鉴定那些是机器人:
我国科学家对机器人的定义是:“机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,是一种具有高度灵活性的自动化机器。”在研究和开发未知及不确定环境下作业的机器人的过程中,人们逐步认识到机器人技术的本质是感知、决策、行动和交互技术的结合。随着人们对机器人技术智能化本质认识的加深,机器人技术开始源源不断地向人类活动的各个领域渗透。结合这些领域的应用特点,人们发展了各式各样的具有感知、决策、行动和交互能力的特种机器人和各种智能机器,如移动机器人、微机器人、水下机器人、医疗机器人、军用机器人、空中空间机器人、娱乐机器人等。对不同任务和特殊环境的适应性,也是机器人与一般自动化装备的重要区别。这些机器人从外观上已远远脱离了最初仿人形机器人和工业机器人所具有的形状,更加符合各种不同应用领域的特殊要求,其功能和智能程度也大大增强,从而为机器人技术开辟出更加广阔的发展空间。
中国工程院院长宋健指出:“机器人学的进步和应用是20世纪自动控制最有说服力的成就,是当代最高意义上的自动化。”机器人技术综合了多学科的发展成果,代表厂高技术的发展前沿,它在人类生产生活等应用领域的不断扩大正引起国际上重新认识机器人技术的作用和影响。
更多机器人到:机器人网址( )
原发布者:陈世林2
工业机器人论文论文题目:工业机器人的特征与发展学生姓名:2012年11月29日摘摘要:机器人一词的出现和世界上第一台工业机器人的问世都是近几十年的事。然而在西周时期,我国的能工巧匠偃师就研制出了能歌善舞的伶人,这是我国最早记载的机器人。进入20世纪后,机器人的研究与开发得到了更多人的关心与支持,一些适用化的机器人相继问世。1959年第一台工业机器人在美国诞生,开创了机器人发展的新纪元。工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。机器人技术及其产品已成为柔性制造系统(FMS)、自动化工厂(FA)、计算机集成制造系统(CIMS)的自动化工具。广泛采用工业机器人,不仅可提高产品的质量与数量,而且保障人身安全、改善劳动环境、减轻劳动强度、提高劳动生产率、节约材料消耗以及降低生产成本有着十分重要的意义。工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。关键字:组成控制与编程发展现状国内趋势机器人是一个在三维空间,具有角度自由度的并能实现众拟人动作和功能的机器;工业机器人是能模拟人手臂.手腕和手功能的机电一体化产品,它可以把任意物体或工具按空间位置的识辨要求进行移动可实现工业生产的要求。它们通常配备有机械手、刀具或其他可装配的加工工具,以及能够执行搬运操作与加工制造的任务。工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座
机器人的历史并不算长,1959年美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人,机器人的历史才真正开始。
英格伯格在大学攻读伺服理论,这是一种研究运动机构如何才能更好地跟踪控制信号的理论。德沃尔曾于1946年发明了一种系统,可以“重演”所记录的机器的运动。
1954年,德沃尔又获得可编程机械手专利,这种机械手臂按程序进行工作,可以根据不同的工作需要编制不同的程序,因此具有通用性和灵活性,英格伯格和德沃尔都在研究机器人,认为汽车工业最适于用机器人干活,因为是用重型机器进行工作,生产过程较为固定。1959年,英格伯格和德沃尔联手制造出第一台工业机器人。
机器人分类机器人的分类关于机器人如何分类,国际上没有制定统一的标准,有的按负载重量分,有的按控制方式分,有的按自由度分,有的按结构分,有的按应用领域分。一般的分类方式:示教再现型机器人通过引导或其它方式,先教会机器人动作,输入工作程序,机器人则自动重复进行作业。
数控型机器人不必使机器人动作,通过数值、语言等对机器人进行示教,机器人根据示教后的信息进行作业。感觉控制型机器人利用传感器获取的信息控制机器人的动作。
适应控制型机器人机器人能适应环境的变化,控制其自身的行动。学习控制型机器人机器人能“体会”工作的经验,具有一定的学习功能,并将所“学”的经验用于工作中。
智能机器人以人工智能决定其行动的机器人。我国的机器人专家从应用环境出发,将机器人分为两大类,即工业机器人和特种机器人。
所谓工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。而特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人,包括:服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。
在特种机器人中,有些分支发展很快,有独立成体系的趋势,如服务机器人、水下机器人、军用机器人、微操作机器人等。目前,国际上的机器人学者,从应用环境出发将机器人也分为两类:制造环境下的工业机器人和非制造环境下的服务与仿人型机器人,这和我国的分类是一致的。
"机器人"最终是机器还是人?机器人会不会全面超越人类,机器人会不会成为人类的颠覆者,机器人科学的发展对人类是祸还是福?这些问题早已超越了机器人科学工作者思考的范畴。随着机器人科学的发展,有关伦理的、社会的、哲学的思考越来越多。
虽然现在机器人都还只是工具,但我们不能永远把机器人简单地当作是一种工具,因为他有其他工具所不具备的人类特征:智能性。或许有一天,人类必须思考:"没有机器人,人将变为机器;有了机器人,人仍然是主人"这句话是不是仍然可以说得那么理直气壮。
是时候对机器人问题展开全面的哲学思考了!一、机器人会成为生物吗?关于机器人的定义,现在还没有准确的说法。不过,从现有的机器人来看,机器人肯定还只是机器。
现有的机器人都只是仿人的机器。比如说,汽车生产流水线上的焊接机器人,它虽然可以比人还有效率,但它终究还是个机器,就跟洗衣机或是电风扇一样,代替了人们某些方面的工作。
按照恩格斯的说法,工具就是人的某种器官的延伸。现有的机器人也只是人的某种或某几种器官的延伸,因而也只是工具。
不管人的定义是怎样的,起码有一点是肯定的,人首先是生物,这是人之所以成其为人的物质基础。机器人会不会是生物呢?现有的机器人大都是金属、导线和硅晶体的产物,肯定不是生物,以后的机器人会不会是呢?我们现在无从判断。
从物质成份上来说,人体所包含的元素、比例、结构方式等或许有一天都可以被复制。不过,我想,有一个问题是,即使人工可以制造出肌肉、神经、骨骼、血液、皮毛等,但是不是可以把这些东西组合在一起成为一个人呢?这首先是一个问题。
在这方面,灵长的猿猴最接近,猪狗、虫鱼甚至花草都比机器人更接近人。克隆人当然是生物,但克隆人还是有人类母体的,他具有母体的基因特征。
我们所讨论的机器人,显然不应该具有人类母体的基因等特征,否则,将会在伦理上陷入与克隆人同样的困境。克隆人,不在我们要讨论的机器人范畴内,机器人也绝对不能通过对人类克隆的方式来制造。
二、机器人会在综合能力上超过人吗?不过,即使是现有的科技水平还比较低下的机器人,也与螺丝刀等纯粹意义上的工具有着本质区别。因为机器人首先必须是有智能的,他的任何行动都是需要经过其"大脑"进行信息加工后做出的,这就具有了显著的人类特征。
如果我们能把电脑的运算过程也看作是一种思维的话,机器人在很大程度上就像人一样,做事是经过了脑子的,而螺丝刀显然是没有脑子的。智能性,是机器人与普通工具最大的区别。
还有一个不容忽视的地方,现有的机器人即使也只是一种工具,但他与普通工具不同的地方是,机器人不是人类某几种器官的简单延伸,从其设计原理上说,机器人从思维到做出反应的方式上是完全仿人的。谁也不知道,随着机器人科技的发展,机器人会不会完全具有人的所有能力?如果真有那么一天的话,机器人即使不是生。
20世纪的伟大发明随着2001年新年钟声的敲响,人们迈着坚实的步伐跨进了21世纪。
站在世纪之交的门槛,回顾过去,展望未来,我们心潮澎湃、思绪万千……20世纪,人类取得了辉煌的成就,从量子理论、相对论的创立,原子能的应用,脱氧核糖核酸双螺旋结构的发现,到信息技术的腾飞,人类基因组工作草图的绘就,世界科技发生了深刻的变革。信息技术、生物技术、新材料技术、先进制造技术、海洋技术、航空航天技术等都取得了重大突破,极大地提高了社会生产力。
机器人技术作为20世纪人类最伟大的发明之一,自60年代初问世以来,经历40年的发展已取得长足的进步。工业机器人在经历了诞生——成长——成熟期后,已成为制造业中不可少的核心装备,世界上有约75万台工业机器人正与工人朋友并肩战斗在各条战线上。
特种机器人作为机器人家族的后起之秀,由于其用途广泛而大有后来居上之势,仿人形机器人、农业机器人、服务机器人、水下机器人、医疗机器人、军用机器人、娱乐机器人等各种用途的特种机器人纷纷面世,而且正以飞快的速度向实用化迈进。人们常常会问为什么要发展机器人?我们说机器人的出现并高速发展是社会和经济发展的必然,是为了提高社会的生产水平和人类的生活质量,让机器人替人们干那些人干不了、干不好的工作。
在现实生活中有些工作会对人体造成伤害,比如喷漆、重物搬运等;有些工作要求质量很高,人难以长时间胜任,比如汽车焊接、精密装配等;有些工作人无法身临其境,比如火山探险、深海探密、空间探索等;有些工作不适合人去干,比如一些恶劣的环境、一些枯燥单调的重复性劳作等;这些都是机器人大显身手的地方。服务机器人还可以为您治病保健、保洁保安;水下机器人可以帮助打捞沉船、铺设电缆;工程机器人可以上山入地、开洞筑路;农业机器人可以耕耘播种、施肥除虫;军用机器人可以冲锋陷阵、排雷排弹……现在社会上对机器人有很多迷惑,有人认为机器人无所不能。
这些朋友是从电影、电视、小说中认识机器人的,他们眼中的机器人是神通广大的万能机器,当他们看到现实的机器人时,他们会认为现在的机器人太普通,不能称之为机器人。有人认为机器人是人,形状必须像人,不像人怎么能叫机器人,然而现实中绝大多数的机器人样子不像人,这使很多机器人爱好者大失所望。
还有人认为机器人上岗,工人就会下岗,无形中把机器人当成了竞争对手,他们没有想到机器人会为人做许多有益的事情,会推动产业的发展,给人类创造更多的就业机会。机器人的定义在科技界,科学家会给每一个科技术语一个明确的定义,但机器人问世已有几十年,机器人的定义仍然仁者见仁,智者见智,没有一个统一的意见。
原因之一是机器人还在发展,新的机型,新的功能不断涌现。根本原因主要是因为机器人涉及到了人的概念,成为一个难以回答的哲学问题。
就像机器人一词最早诞生于科幻小说之中一样,人们对机器人充满了幻想。也许正是由于机器人定义的模糊,才给了人们充分的想象和创造空间。
机器人指挥其实并不是人们不想给机器人一个完整的定义,自机器人诞生之日起人们就不断地尝试着说明到底什么是机器人。但随着机器人技术的飞速发展和信息时代的到来,机器人所涵盖的内容越来越丰富,机器人的定义也不断充实和创新。
1886年法国作家利尔亚当在他的小说《未来夏娃》中将外表像人的机器起名为“安德罗丁”(android),它由4部分组成:1,生命系统(平衡、步行、发声、身体摆动、感觉、表情、调节运动等);2,造型解质(关节能自由运动的金属覆盖体,一种盔甲);3,人造肌肉(在上述盔甲上有肉体、静脉、性别等身体的各种形态);4,人造皮肤(含有肤色、机理、轮廓、头发、视觉、牙齿、手爪等)。1920年捷克作家卡雷尔·卡佩克发表了科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》。
在剧本中,卡佩克把捷克语“Robota”写成了“Robot”,“Robota”是奴隶的意思。该剧预告了机器人的发展对人类社会的悲剧性影响,引起了大家的广泛关注,被当成了机器人一词的起源。
在该剧中,机器人按照其主人的命令默默地工作,没有感觉和感情,以呆板的方式从事繁重的劳动。后来,罗萨姆公司取得了成功,使机器人具有了感情,导致机器人的应用部门迅速增加。
在工厂和家务劳动中,机器人成了必不可少的成员。机器人发觉人类十分自私和不公正,终于造反了,机器人的体能和智能都非常优异,因此消灭了人类。
但是机器人不知道如何制造它们自己,认为它们自己很快就会灭绝,所以它们开始寻找人类的幸存者,但没有结果。最后,一对感知能力优于其它机器人的男女机器人相爱了。
这时机器人进化为人类,世界又起死回生了。卡佩克提出的是机器人的安全、感知和自我繁殖问题。
科学技术的进步很可能引发人类不希望出现的问题。虽然科幻世界只是一种想象,但人类社会将可能面临这种现实。
为了防止机器人伤害人类,科幻作家阿西莫夫于1940年提出了“机器人三原则”:1,机器人不应伤害人类;2,机器人应遵守人类的命令,与第一条违背的命令除外;3,机器人应能保。
现在的人工智能主流方向已经不在“智能”而在“学习”,就是不研究似人化的思想而做些实用的模式识别功能类的基础理论及应用。如语音识别、图像识别、各种基于数据分类模式的诊断或检测。以拟人化智能为目的的人工智能已经因为没有实质性进展或可行方向而杯具很多年,连人工经验模拟的卖家系统也几乎淡出研究领域了。刚想到前些年有网站的聊天机器人,这类东西算是自然语言理解和合成的基础应用,倒是比较名副其实。
所以你如果是要学习真正的仿人化人工智能,电影里机器人那样的能听会说有思维能力。。。先干点别的工作吧,你儿子孙子将来上大学也许有可能学到点有意义的东西。
如果你是指工业机器人,那个是机械自动化类的专业,从制造到应用主要需要机械、液压、控制、电机、传感器、计算几何方面的知识。此类产品目前就是按预编程快速工作的机械臂,洗车生产流水线上到处都是,纪录片或新闻里常能看到。但这个东西跟智能八杆子打不着。
唯一叫机器人又跟智能沾点边的是现在学生类竞赛项目中的智能小车和智能足球。这些东西你有兴趣可以在学校里参加相关活动团体,好点的学校会有教师专门组织。但这些领域的技术大致相当于游戏中的致胜策略,非常具体和特定,跟理解现实的仿人智能还是差遥远的距离。
所以如果在学校选专业或研究方向,可以机械臂,还算新,中国制造业发达应该也有应用前景
声明:本网站尊重并保护知识产权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果我们转载的作品侵犯了您的权利,请在一个月内通知我们,我们会及时删除。
蜀ICP备2020033479号-4 Copyright © 2016 学习鸟. 页面生成时间:2.731秒