机器人的应用.doc

英文资料翻译题目机器人的应用院(系) 0901 . 学生姓名黄一多学号 100091530 . 指导教师胡冬梅. 2012年5月机器人的作用机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途。现在, 国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。一般说来, 人们都可以接受这种说法,即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义:“一种可编程和多功能的,用来搬运材料、零件、工具的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”能力评价标准机器人能力的评价标准包括: 智能,指感觉和感知,包括记忆、运算、比较、鉴别、判断、决策、学****和逻辑推理等;机能,指变通性、通用性或空间占有性等; 物理能, 指力、速度、连续运行能力、可靠性、联用性、寿命等。因此,可以说机器人是具有生物功能的三维空间坐标机器。机器人的组成机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统等组成。执行机构即机器人本体,其臂部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)常称为关节,关节个数通常即为机器人的自由度数。根据关节配置型式和运动坐标形式的不同,机器人执行机构可分为直角坐标式、圆柱坐标式和关节坐标式等类型。出于拟人化的考虑,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。驱动装置是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动作。它输入的是电信号,输出的是线、角位移量。机器人使用的驱动装置主要是电力驱动装置,此外也有采用液压、气动等驱动装置。检测装置的作用是实时检测机器人的运动及工作情况, 根据需要反馈给控制系统,与设定信息进行比较后,对执行机构进行调整,以保证机器人的动作符合预定的要求。作为检测装置的传感器大致可以分为两类:一类是内部信息传感器, 用于检测机器人各部分的内部状况, 如各关节的位置、速度、加速度等,并将所测得的信息作为反馈信号送至控制器,形成闭环控制。另一类是外部信息传感器,用于获取有关机器人的作业对象及外界环境等方面的信息,以使机器人的动作能适应外界情况的变化,使之达到更高层次的自动化,甚至使机器人具有某种“感觉”,向智能化发展,例如视觉、声觉等外部传感器给出工作对象、工作环境的有关信息,利用这些信息构成一个大的反馈回路,从而将大大提高机器人的工作精度。控制系统有两种方式。一种是集中式控制,即机器人的全部控制由一台微型计算机完成。另一种是分散(级)式控制,即采用多台微机来分担机器人的控制,如当采用上、下两级微机共同完成机器人的控制时,主机常用于负责系统的管理、通讯、运动学和动力学计算,并向下级微机发送指令信息; 作为下级从机, 各关节分别对应一个 CPU , 进行插补运算和伺服控制处理, 实现给定的运动, 并向主机反馈信息。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。机器人发展史 1920 年捷克斯洛伐克作家卡雷尔· 恰佩克在他的科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》中,根据 Robota( 捷克文,原意为“劳役、苦工”)和 Robotnik( 波兰文,原意为“工人”) ,创造出“机器人”这个词。 1939 年美国纽约世博会上展出了西屋电气公司制造的家用机器人 Elektro 。它由电缆控制,可以行走,会说 77 个字,甚至可以抽烟,不过离真正干家务活还差得远。但它让人们对家用机器人的憧憬变得更加具体。 1942 年美国科幻巨匠阿西莫夫提出“机器人三定律”。虽然这只是科幻小说里的创造,但后来成为学术界默认的研发原则。 1948 年诺伯特· 维纳出版《控制论》, 阐述了机器中的通信和控制机能与人的神经、感觉机能的共同规律,率先提出以计算机为核心的自动化工厂。 1954 年美国人乔治· 德沃尔制造出世界上第一台可编程的机器人,并注册了专利。这种机械手能按照不同的程序从事不同的工作,因此具有通用性和灵活性。 1956 年在达特茅斯会议上,马文·明斯基提出了他对智能机器的看法: 智能机器“能够创建周围环境的抽象模型,如果遇到问题,能够从抽象模型中寻找解决方法”。这个定义影响到以后 30年智能机器人的研究方向。 1959 年德沃尔与美国发明家约瑟夫· 英格伯格联手制造出第一台工业机器人。随后,成立了世界上第一家机器人制造工厂—— Unimation 公司。由于英格伯格对工业机器人的研发和宣传, 他也被称为“工业机器人之父”。 1962 年美国 AMF 公司生产出“ VERSTRAN ”( 意思是万能搬运),与 Unimati