机器人技术及其应用概述

1、机器人技术及其应用概述 机器人概述机器人概述 机器人一词的出现：机器人一词的出现：1920年、捷克作家、年、捷克作家、 Karel Capek、Rossums Universal Robots，“Robota”（奴隶）写成了（奴隶）写成了“Robot ” 。 小说在小说在1924年和年和1927年的时候被纷纷传到了日本、法国和欧洲国年的时候被纷纷传到了日本、法国和欧洲国家，机器人这个名词就向全世界铺展开来。家，机器人这个名词就向全世界铺展开来。故事情节：带感情故事情节：带感情 的机器人消灭了人类的机器人消灭了人类 ，一对男女机器人相爱，一对男女机器人相爱 ，世界又起死回生。世界又起死回生。 上

2、世纪上世纪60年代，可实用机械的机器人被称为工业机器人年代，可实用机械的机器人被称为工业机器人上世纪上世纪80年代到现在，正越来越向智能化方向发展年代到现在，正越来越向智能化方向发展 工业机器人是工业机器人是“一种装备有记一种装备有记忆装置和末端执行器忆装置和末端执行器(end effector)的，能够转动并通过自动完成各种移动的，能够转动并通过自动完成各种移动来代替人类劳动的通用机器来代替人类劳动的通用机器”。机器人是机器人是“一种用于移动各种材料、一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的，通过可编程序动作来执行种种任务的，并具有零件、工具或专用装置的，通过可编程序动作来执行种种任务的

3、，并具有编程能力的多功能机械手编程能力的多功能机械手(manipulator)”。国际上，关于机器人的定义主要有以下几种：国际上，关于机器人的定义主要有以下几种：（3 3）美国国家标准局）美国国家标准局( (NBS)NBS)的定义：的定义：机器人是机器人是“一种能够进行编程并在自一种能够进行编程并在自动控制下执行某些操作和移动作业任务的机械装置动控制下执行某些操作和移动作业任务的机械装置”。（4） 国际标准化组织国际标准化组织(ISO)的定义：的定义：“机器人是一种自动的、位置可控的机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手，这种机械手具有几个轴，能够借助于可、具有编程能力的多

4、功能机械手，这种机械手具有几个轴，能够借助于可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置，以执行种种任务编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置，以执行种种任务”。（5）我国对机器人的定义。）我国对机器人的定义。曾建议把机器人定义为曾建议把机器人定义为“一种拟一种拟人功能的机械电子装置人功能的机械电子装置”(a mechantronic device to imitate some human functions)。 参考各国的定义，对机器人给出以下定义：参考各国的定义，对机器人给出以下定义： 春秋后期，春秋后期，鲁班曾制造过一只木鸟，能在空中飞行鲁班曾制造过一只木鸟，能在空中飞行“

5、三日不三日不下下”。 西周时期，西周时期，出现了能歌善舞的伶人，这出现了能歌善舞的伶人，这是我国最早记载的机器人。是我国最早记载的机器人。 公元前公元前2世纪，世纪，亚历山大时代的古希腊人发明了最原始的机器人亚历山大时代的古希腊人发明了最原始的机器人自动机。可以自己开门，还可以借助蒸汽唱歌。自动机。可以自己开门，还可以借助蒸汽唱歌。 汉代大科学家张衡汉代大科学家张衡不仅发明了地动仪，而且发明了计里鼓车。每行不仅发明了地动仪，而且发明了计里鼓车。每行一里，车上木人击鼓一下，每行十里击钟一下。一里，车上木人击鼓一下，每行十里击钟一下。 后汉三国时期，后汉三国时期，蜀国丞相诸葛亮成功地创造出蜀国丞相

6、诸葛亮成功地创造出了了“木牛流马木牛流马”。用其运送军粮，支援前方战争。用其运送军粮，支援前方战争。17381738年，法国天才技师杰克年，法国天才技师杰克戴戴瓦克逊发明了一瓦克逊发明了一只机器鸭。它会嘎嘎叫，会游泳和喝水，还会进食只机器鸭。它会嘎嘎叫，会游泳和喝水，还会进食和排泄。和排泄。 19 19世纪中叶出现了科学幻想派和机械制作派世纪中叶出现了科学幻想派和机械制作派 。18861886年年未来的夏娃未来的夏娃问世。在机械实物制造方面，问世。在机械实物制造方面，18931893年摩尔制造了年摩尔制造了“蒸汽人蒸汽人”，“蒸汽蒸汽人人”靠蒸汽驱动双腿沿圆周走动。靠蒸汽驱动双腿沿圆周走动。1

7、7731773年，自动书写玩偶、自动演奏玩偶等被连续推出。现在保留年，自动书写玩偶、自动演奏玩偶等被连续推出。现在保留下来的瑞士努萨蒂尔历史博物馆里的少女玩偶，还定期弹奏音乐供参下来的瑞士努萨蒂尔历史博物馆里的少女玩偶，还定期弹奏音乐供参观者欣赏。观者欣赏。 1927 1927年美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人年美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电报箱电报箱”。可。可以回答一些问题。以回答一些问题。 二、现代机器人二、现代机器人1952年年，第一台数控机床的诞生，为机器人的开发奠定了基础。，第一台数控机床的诞生，为机器人的开发奠定了基础。 1954年美国戴沃尔最早提出了工业

8、机器人的概念，并申请了专利年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。 1948年，年，美国原子能委员会的阿美国原子能委员会的阿尔贡研究所开发了机械式的主从机械尔贡研究所开发了机械式的主从机械手。手。 1962年美国年美国AMF公司推出的公司推出的“VERSATRAN”和和UNIMATION公司推出的公司推出的“UNIMATE”是机器人产品最早的实用是机器人产品最早的实用机型（示教再现）。机型（示教再现）。 VERSATRANUNIMATEl1965年，年，MIT的的Roborts演示了第一个具有视觉传感器的、能识别与定位简演示了第一个具有视觉传感器的、能识别与定位简单积木的机器人系

9、统单积木的机器人系统 l1970年在美国召开了第一届国际工业机器人学术会议年在美国召开了第一届国际工业机器人学术会议l1973年，辛辛那提年，辛辛那提米拉克隆公司的理查德米拉克隆公司的理查德豪恩制造了第一台由小豪恩制造了第一台由小型计算机控制的工业机器人型计算机控制的工业机器人l1980年后，日本赢得了年后，日本赢得了“机器人王国机器人王国”的美称的美称 各种用途的机器人：各种用途的机器人：水下机器人、空间机器人、空中机器人、地面机器人、微小型机器人等水下机器人、空间机器人、空中机器人、地面机器人、微小型机器人等新的机器人名称：新的机器人名称： “软件机器人软件机器人”、“网络机器人网络机器人

10、” 、机器人化机器、机器人化机器 相扑机器人相扑机器人无人驾驶振动式压路机无人驾驶振动式压路机机器鱼机器鱼“自由泳自由泳”“过龙门过龙门”在水中在水中“戏球戏球 ”自主地避开障碍物自主地避开障碍物我我国国研研制制的的排排爆爆机机器器人人70年代的萌芽期，年代的萌芽期，80年代的开发期和年代的开发期和90年代的适用化期。年代的适用化期。 l 1972年开始研制自己的工业机器人年开始研制自己的工业机器人l“七五七五”期间，完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发，研制出期间，完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发，研制出了喷涂、点焊、弧焊和搬运机器人了喷涂、点焊、弧焊和搬运机器人l1986年国家

11、高技术研究发展计划（年国家高技术研究发展计划（863计划）开始实施计划）开始实施l 上世纪上世纪90年代初期起，形成了一批机器人产业化基地年代初期起，形成了一批机器人产业化基地我国工业机器人的发展：我国工业机器人的发展：3. 按机器人的智能程度分按机器人的智能程度分（1）只具有一般编程能力和操作功能只具有一般编程能力和操作功能（2）具有不同程度的智能具有不同程度的智能u 传感型机器人传感型机器人u 交互型机器人交互型机器人u 自主型机器人自主型机器人水下机器人，水下防险救生与资源考察，如双鹰遥控潜水机器人潜水500米；中国科学院沈阳研究所的CR-01深海探测机器人，在六千米深水作业；“探索者”

12、水下机器人，采用GPS导航，工作深度一千米。军用无人侦察机器人。我国公安部自行研制的“灵蜥-B”型反恐排爆机器人，价值70万元人民币，在南京市公安局特勤支队服役。它为三段履带式设计，装置行走、机械手、云台三个摄像头，最大行走速度30米/秒，能抓取15公斤重物，爬行40度斜坡和楼梯，越过40厘米高障碍和50厘米宽壕沟，自带电源连续工作4小时，排爆人员可在远距离对机器人进行精确操控。卡斯帕罗夫与深蓝对弈图 机器人做人做不了的事情。比如人们机器人做人做不了的事情。比如人们对太空的认识，对原子分子进行搬迁的机器人对太空的认识，对原子分子进行搬迁的机器人 为什么要发展机器人为什么要发展机器人? ?机器人做人不愿意做或做不好的事。机器人做人不愿意做或