机器人的发展及应用一、 机器人的定义机器人是自动控制器的俗称自动控制器包括一切模拟人类行为或思想与模 拟其他生物的机械(如机器狗,机器猫等)狭义上对机器人的定义还有很多分 类法及争议,有些电脑程序甚至也被称为机器人在当代工业中,机器人指能自 动执行任务的人造机器装置,用以取代或协助人类工作理想中的高仿真机器人 是高级整合控制论、机械电子、计算机与人工智能、材料学和方生学的产物,目 前科学界正在向此方向研究开发其中,美国机器人协会(RIA)的定义:“机器 人是用与移动各种材料、零件、工具或专用装置的、通过可编程序动作来执行各 种任务的、并具有编程能力的多功能机械手”我国院士曾建议把机器人定义为: 一种虚拟功能的机械电子装备国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致一般 来说,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操作机;或是为了执行不同的任务而具有可用电脑改变 和可编程动作的专门系统它能为人类带来许多方便之处!二、 机器人的发展机器人来源于1920年,一名捷克作家发表了一部名为《罗萨姆的万能机器 人》的剧本,剧中叙述了一个叫罗萨姆的公司把机器人作为人类生产的工业品推 向市场,它充当劳动力代替人类劳动的故事。
之后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这只是第一代机器人,属于示教再现型,即 人手把着机械手,把应当完成的任务做一遍,或者人用“示教控制盒”发出指令, 让机器人的机械手臂运动,一步步地完成它应当完成的各个动作20世纪70年代,第二代机器人开始有了较大发展,而且第二代机器人则 对外界环境进入实用阶段并开始普及其特点是有了一定的感觉,即:对外界环 境有一定的感知能力,并具有听觉、视觉、触觉等功能机器人在工作时,根据 感觉器官(传感器)获得信息,灵活调整自己的工作状态,保证在适应环境的情 况下完成工作至今,机器人已经发展到第三代第三代机器人就是智能机器人,它不仅 具有感觉能力还具有独立的判断能力,并具有记忆、推理和决策的能力,因而能 够完成更加复杂的动作中央电脑控制手臂和行走装置,使机器人的手完成作业, 脚完成移动,机器人能够用自然语言与人对话智能机器人的“智能”特征就 在于它具有与外部世界——对象、环境和人相适应、相协调的工作机能从控制 方式看,智能机器人不同于工业机器人的“示教、再现”不同于遥控机器人的“主一从操纵”而是以一种“认知一适应”的方式自律地进行操作三、 机器人的应用随着机器人的发展和普及机器人已逐渐走入我们的生活。
现如今机器已发展 成为很多种类型来满足不同需求机器人主要分为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工业机器人主要在工业生产中能替代人做些单调、频繁和重复的长时间作业 或是恶劣环境下的作业,例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制 品成形、机械加工、金属制品业和简单装配等工序上,以及在原子能工业等部门 中,完成对人体有害的物料搬运或工艺操作在日、美、西欧等一些工业发达的 国家中,工业机器人已经在越来越多的工业领域得到应用在机械制造业中,尤 其是在汽车产业中,工业机器人得到了广泛应用如在毛培制造(冲压、压住我、 锻造等)、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配、检测及仓库堆 垛等作业中,机器人都已逐步取代了人工作业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、机器人化机器等按照服务范围和用途的不同,特种机器人可以分为民用 和军用两大类其中民用机器人又可分为:家务机器人、医用机器人、娱乐机器 人、机器人化机器等军用机器人又可分为:排爆机器人、侦察机器人、战场机 器人、扫雷机器人、空中机器人、水下机器人,有些分支发展很快,如空中机器 人,即无人机,广泛地应用于现代战争中。
目前最常用的家务机器人就是自动扫 地机和擦地机,可以清扫房间,对付沙发、桌子和床的下面很方便,有些还带有 紫外线杀螨虫或者集中垃圾的功能,此外还可以自己做饭常见的医用机器人主 要有运送物品的机器人、移动病人的机器人、临床医疗用的机器人和为残疾人服 务的机器人等其中运送药品的机器人可代替护士送饭、送病例和化验单等,较 为著名的有美国TRC公司的Help Mate机器人;移动病人机器人主要帮助护士移 动或运送瘫痪、和行动不便的病人,如英国的PAM机器人;临床医疗用机器人包 括外科手术机器人和诊断与治疗机器人,可以进行精确的外科手术或诊断,如日 本的WAPRU-4胸部肿瘤诊断机器人;为残疾人服务的机器人又叫康复机器人, 可以帮助残疾人恢复独立生活能力现在正在发展的一种纳米医用机器人可以直 接进入病人体内实施治疗军用机器人主要为无人机如:越南战争期间美国空 军损失惨重,被击落飞机2500架,飞行员死亡5000多名,美国国内舆论哗然 为此美国空军较多地使用了无人机如"水牛猎手"无人机在北越上空执行任务 2500多次,超低空拍摄照片,损伤率仅4%°AQM-34Q型147火蜂无人机飞行500 多次,进行电子窃听、电台干扰、抛撒金属箔条及为有人飞机开辟通道等。
四、 机器人的未来科技总是向前发展的,所以机器人技术也不例外我认为未来机器人一定会 向着更加智能化、人性化、自动化发展同时为了适应不同的需求机器人会向着 微型化、巨型化演变微型化是为了满足和方便更多普通人的需求使其在被使 用时更加的方便巨型化是为了能够达到一定的使用要求,如:让机器人更加厉 害,无疑巨星是其一个优点同时随着科技的不断进步机器人的成本会大大降低 从而能够走向普通大众市场五、 学习本课程的体会在完成机械学科概论的学习后,我深刻的学到了有关机械各个领域的知识 特别是对自己以后专业发展方向和工作方向有了一个清晰的了解也让我了解了 有关机械学科最前沿的东西激发了我对机械工程的学习兴趣建议:希望老师能够在课堂上少讲一些历史方面的东西更多的讲一些现在 的知识,而且可以让我们多观看一些有关视频我觉得这样会更好的激发我们对 此门课程的兴趣谢谢!参考文献:[1 ]蔡自行.机器人学[M].北京:清华大学出版社,2003[2] 吴振彪.工业机器人[M].武汉:华中理工大学出版社,2006.[3] 无名氏.《机器人改变未来》•北京晚报,2012-10-17.[4] 谢存禧张铁.机器人技术及其应用•华南理工大学出版社出版。