机器人导论论文

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1、关于智能机器人的学习报告姓名：XXX学号：XXXXXXXXXXXX专业：自动化班级：2012-4【摘要】人类社会发展至今，经历了蒸汽机，电气，信息3大工业革命，这三次巨大的变革彻底改变了人类社会的发展与进程。而如今，机器人技术的发展可以视为第四次工业革命。从世界上第一个机器人诞生到现在，机器人技术经历了一个长期而缓慢的发展过程。随着计算机技术、微电子技术、网络技术等一系列相关的飞速发展，机器人技术也得到了长足的发展。不仅工业机器人水平不断提高，各种用于非制造业的先进机器人系统也有了很大的进展。机器人技术代表了机电一体化技

2、术的最高研究成果，涉及机械工程、电子技术、计算机技术、自动控制理论及人工智能等多门学科，是当代科学技术发展最活跃的领域之一。机器人的研究、制造和应用程度，在一定程度上代表了一个国家或公司科技水平和经济实力。目前，国际上各大公司都在竞相研制各类先进机器人，以向世人展示其强大的工业实力。【关键字】分类结构硬件组成研究热点发展趋势一、机器人分类机器人按其智能程度可分为一般机器人和智能机器人。 一般机器人是指不具有智能，只具有一般编程能力和操作功能的机器人。 到目前为止，在世界范围内还没有一个统一的智能机器人定义。大多数专家认为

3、智能机器人至少要具备以下三个要素：一是感觉要素，用来认识周围环境状态；二是运 动要素，对外界做出反应性动作；三是思考要素，根据感觉要素所得到的信息，思考采用什么样的动作。感觉要素包括能感知视觉、接近、距离的非接触型传感器和 能感知力、压觉、触觉的接触型传感器。这些要素实质上就相当于人的眼、鼻、耳等五官，它们的功能可以利用诸如摄像机、图像传感器、超声波传感器、激光器、 导电橡胶、压电元件、气动元件、行程开关等机电元器件来实现。对运动要素来说，智能机器人需要有一个无轨道型移动机构，以适应诸如平地、台阶、墙壁、楼 梯、坡道等不

4、同的地理环境。它们的功能可以借助轮子、履带、支脚、吸盘、气垫等移动机构来完成。在运动过程中要对移动机构进行实时控制，这种控制不仅要包 括位置控制，而且还要有力度控制、位置与力度混合控制及伸缩率控制等。智能机器人的思考要素是三个要素中的关键，也是应赋予机器人的必备要素。思考要素包 括判断、逻辑分析、理解等方面的智力活动。这些智力活动实质上是一个信息处理过程，而计算机则是完成这个处理过程的主要手段。 智能机器人根据智能程度的不同又可分为三种： (1) 传感型机器人——具有利用传感信息(包括视觉、听觉、触觉、接近觉、力觉和红外

5、、超声及激光等)进行传感信息处理及实现控制与操作的能力。 (2) 交互型机器人——机器人通过计算机系统与操作员或程序员进行人-机对话，实现对机器人的控制与操作。 (3) 自主型机器人——在设计制作之后，机器人无需人的干预，能够在各种环境下自动完成各项拟人任务。智能机器人的研究从20世纪60年代初开始。经过几十年的发展，目前，基于感觉控制的智能机器人(又称第二代机器人)已达到实际应用阶段；基于知识控制的智能机器人(又称自主机器人或下一代机器人)也取得较大进展，已研制出多种样机。二、机器人的结构组成机器人一般由执行机构、驱动

6、装置、检测装置和控制系统和复杂机械五大部分组成。具体如下：  执行机构——即机器人本体，其机械臂部分一般采用空间开链连杆机构，其中的运动副（转动副或移动副）称为关节，关节个数通常等于机器人的自由度大小。出于仿生学拟人化的考虑，常将机器人本体的有关部位分别称为基座、腰部、臂部、腕部、手部（夹持器或末端执行器）和行走部（对于移动机器人）等。  驱动装置——驱使执行机构运动的机构，按照控制系统发出的指令信号，借助于动力元件使机器人进行一系列动作。它的输入值是电信号，输出值是线位移量和角位移量。机器人使用的驱动装置大部分是电力驱

7、动装置，当然也有采用液压、气动等进行驱动的机器人。  检测装置——其作用是在机器人运行实时检测机器人的运动及工作情况，根据实际需要反馈给控制系统，与设定信息进行比较后，对执行机构发出调整指令，以保证机器人的动作按照预定的要求进行。  控制系统——根据进行方式分类有两种。一种被称为集中式控制，即机器人的全部控制交由一台计算机完成。另一种是分散（级）式控制，即采用多台计算机来分担机器人不同部分的控制。而根据作业任务要求的不同，机器人的控制方式又可分为点位控制、连续轨迹控制和力（力矩）控制等。 目前来讲，机器人在工业应用最为广

8、泛（约占70％到80％），而工业机器人中应用最广的是机械臂，目前一般机械臂的自由度数不超过6个，而有的时候工厂为了降低制造成本，在满足一般生产要求动作的情况下，反而适当地减少l到2个自由度以使效率最大化。从技术观点出发，把机器人手臂的6个自由度分成两部分，即臂部确保3个自由度，腕部为l到3个自由度，这样的分配方法，符