登陆注册
7877700000065

第65章 智能机器——机器人的发明

机器人是一种自动化的机器。比较特别的是,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。它由电子计算机控制,能代替人做某些工作。机器人技术综合了多学科的科研成果,它在各个应用领域的不断扩大,引起人们重新认识机器人技术对人类生活的作用和影响。

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、极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。

工业机器人

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,如步进电机、伺服电机等,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。

日本HONDA机器人原型

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(中央处理器,微机的心脏),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。

机器人的历史并不算长。1959年,美国人英格伯格和德沃尔联手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。这种机器人能够按照程序进行工作,可以根据不同的工作需要编制不同的程序,具有通用性和灵活性。因此,它成为世界上第一台真正的工业使用机器人。

机器人从应用环境出发分为两大类,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,有自成体系的趋势,如服务机器人,水下机器人、军用机器人、微操作机器人等。

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,人们研发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人。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型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了,从而为机器人技术开辟出更加广阔的发展空间。

同类推荐
  • 动脑筋选一选

    动脑筋选一选

    本书采用一个问题多种选择的形式,将天文、地理、数学、物理、化学、生物等多学科知识融汇其中,有易有难,配有插图,给了参考答案。适合小学高年级和初中学生课外阅读。
  • 开元通宝

    开元通宝

    在《光光头赵华童话系列:开元通宝》中,先是叙述了一些个人之间的恩怨,随即便放大到不同民族与国家的矛盾,最后再放大到宇宙中不同文明的冲突。也许在作者看来,所有这些矛盾与冲突,都在一定程度上具有内在的相似意义。
  • 外国历史故事

    外国历史故事

    一个故事之所以人尽皆 知,是因为它饱含着永不泯灭的人性;一段历史之所 以千古流传,是因为其蕴含着不朽的精神传奇;一部 文学作品之所以享誉中外,是因为它时时奏响着真与 美的旋律。当它们汇集到一起,就搭建起世间最神圣 的文学殿堂。畅游其间,我们将跟全世界的人们一起 ,欣赏美丽、感悟真谛,与他们一起成长,共同进步 。青少年成长必读经典书系编委会主编的《外国历史 故事》精选的世界历史故事都对世界历史的进程产生 过重大的影响。这些故事的情节生动有趣,语言平实 流畅,相信你在轻松阅读之余,既丰富了世界历史知 识,又培养了对历史的兴趣。
  • 春天的森林

    春天的森林

    世界少年儿童文学名著是世界文学宝库中的精品, 以其深刻的社会意义、思想意义和强烈的艺术感染力,吸引着一代又一代少年儿童。阅读世界各国少年儿童文学名著,不仅可以让少年儿童了解社会, 了解历史,了解人生,而且对于陶冶高尚的情操,塑造美好的心灵,提高审美的能力,都起着巨大的潜移默化的作用。
  • 中华成语故事(第一卷)

    中华成语故事(第一卷)

    在中华民族五千年的传统文化中,成语故事是汉语中的璀璨明珠,是中华民族语言的瑰宝。其精练、形象,极富表现力,有着历史历史文化、民族文化的丰厚积淀。每个历史成语的形成都有一段真实的历史史实,它反映了政治、军事、文化、民间风尚、道德及理想。我们可以通过这些历史成语故事去了解中华民族悠久的历史、高超的智慧和历久弥新的语言文字。
热门推荐
  • 燃烧无悔的岁月

    燃烧无悔的岁月

    刚入社会的那两年,我经历了很多人一辈子都没经历过的事,我交的女友背叛我,还将我送进了监狱,出狱后我遇见了高中时暗恋的那个女生,从此我们之间有一份协议,我现在是她的人,要听她的命令,我没选择的余地.......但是我的生活因此而出现了曙光!
  • 诸天大征伐

    诸天大征伐

    飞檐走壁、仗剑红尘、笑傲江湖,这是武侠的梦;练气修神、御剑飞行、长生不老,这是仙侠的梦;拳破长空、脚碎大地、热血斗战,这是斗气的梦;矮人精灵、天使恶魔、神魔圣战,这是魔法的梦;飞天机甲、行星武器、星际战争,这是科技的梦……有幸得到大机缘,穿越在诸天世界之中,黄乾阳是选择广开水晶宫,还是努力修炼早日成为仙中之仙、神中之神,亦或者是魔中之魔?
  • 福妻驾到

    福妻驾到

    现代饭店彪悍老板娘魂穿古代。不分是非的极品婆婆?三年未归生死不明的丈夫?心狠手辣的阴毒亲戚?贪婪而好色的地主老财?吃上顿没下顿的贫困宭境?不怕不怕,神仙相助,一技在手,天下我有!且看现代张悦娘,如何身带福气玩转古代,开面馆、收小弟、左纳财富,右傍美男,共绘幸福生活大好蓝图!!!!快本新书《天媒地聘》已经上架开始销售,只要3.99元即可将整本书抱回家,你还等什么哪,赶紧点击下面的直通车,享受乐乐精心为您准备的美食盛宴吧!)
  • 豪门私宠:冷少的路边甜妻

    豪门私宠:冷少的路边甜妻

    这个男人呐,太冷太霸道,当初非逼着语儿跟他回家。回家不算,还莫名其妙地让她喊他哥哥。从此以后,她被迫做起了豪门大小姐,这到底算是美梦还是噩梦啊!可是,当语儿沉浸梦中的时候,突如其来的事情发生了,难道这一切已经蓄谋了很久?
  • 暧昧一世

    暧昧一世

    暧昧,不牵绊,不制约,不明朗,不奢望,暧昧一世也可为爱情最美的境界
  • 戒之魂

    戒之魂

    天啊!这是怎么了?我不就买了个戒指吗?不就带着它睡了一觉吗?怎么醒来后来到了这鸟不生蛋的地方了?谁能告述我为神马有一男的突然冒出来,还自称是我的主人?总而言之,这是一个女人买了一个戒指,穿越到一个地方在戒指内与一个男人擦出了爱情火花的故事
  • 击破兵阵的锋刃

    击破兵阵的锋刃

    兵荒马乱的春秋时期,人们的思想却是汹涌澎湃的,在权力与利益的斗争中,谁能一统天下?
  • 相思谋:妃常难娶

    相思谋:妃常难娶

    某日某王府张灯结彩,婚礼进行时,突然不知从哪冒出来一个小孩,对着新郎道:“爹爹,今天您的大婚之喜,娘亲让我来还一样东西。”说完提着手中的玉佩在新郎面前晃悠。此话一出,一府宾客哗然,然当大家看清这小孩与新郎如一个模子刻出来的面容时,顿时石化。此时某屋顶,一个绝色女子不耐烦的声音响起:“儿子,事情办完了我们走,别在那磨矶,耽误时间。”新郎一看屋顶上的女子,当下怒火攻心,扔下新娘就往女子所在的方向扑去,吼道:“女人,你给本王站住。”一场爱与被爱的追逐正式开始、、、、、、、
  • 山水田园:夫君一起种田不

    山水田园:夫君一起种田不

    穿越成农家小女娃,前有虎后有狼,好,我认了。至少不但年轻了10多岁,还有一身异能。可那个捡来的小屁孩,你不是说你10岁吗?咋一转眼变成14岁了!是不是要给我个交代啊!
  • 天然居士怀净土诗

    天然居士怀净土诗

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。