蓬勃發(fā)展的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)

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1、Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,蓬勃開(kāi)展的工業(yè)機(jī)器人技術(shù),山東科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院,王吉岱,Contents,機(jī)器人的由來(lái)與分類(lèi),1,工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展歷程,2,工業(yè)機(jī)器人的組成與功能,3,工業(yè)機(jī)器人技術(shù)研究,4,工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用,5,1.,機(jī)器人的由來(lái)與分類(lèi),1.1 機(jī)器人的定義 在科技界，科學(xué)家會(huì)給每一個(gè)科技術(shù)語(yǔ)一個(gè)明確的定義，機(jī)器人問(wèn)世已有幾十年，但對(duì)機(jī)器人的定義仍然仁者見(jiàn)仁，智者見(jiàn)智，沒(méi)有一

2、個(gè)統(tǒng)一的意見(jiàn)。原因之一是機(jī)器人還在開(kāi)展，新的機(jī)型，新的功能不斷涌現(xiàn)。根本原因主要是因?yàn)闄C(jī)器人涉及到了人的概念，成為一個(gè)難以答復(fù)的哲學(xué)問(wèn)題。就像機(jī)器人一詞最早誕生于科幻小說(shuō)之中一樣，人們對(duì)機(jī)器人充滿(mǎn)了夢(mèng)想。也許正是由于機(jī)器人定義的模糊，才給了人們充分的想像和創(chuàng)造空間。 “obot一詞源出自捷克語(yǔ)“robota，意謂“強(qiáng)迫勞動(dòng)。1920年捷克斯洛伐克作家薩佩克寫(xiě)了一個(gè)名為?洛桑萬(wàn)能機(jī)器人公司?的劇本。,1.,機(jī)器人的由來(lái)與分類(lèi),-,機(jī)器人的定義,1987年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行了定義：,工業(yè)機(jī)器人是一種具有自動(dòng)控制的操作和移動(dòng)功能，能完成各種作業(yè)的可編程操作機(jī)。,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO定義的

3、機(jī)器人特征如下,仿生特征：動(dòng)作機(jī)構(gòu)具有類(lèi)似于人或其他生物體某些,器官肢體、感官等的功能；,柔性特征：機(jī)器人作業(yè)具有廣泛的適應(yīng)性，適于多種,工作，作業(yè)程序靈活易變；,智能特征：機(jī)器人具有一定程度的人類(lèi)智能，如記,憶、感知、推理、決策、學(xué)習(xí)等；,自動(dòng)特征：完整的機(jī)器人系統(tǒng)，能夠獨(dú)立、自動(dòng)完成,作業(yè)任務(wù)，不依賴(lài)于人的干預(yù);,1.,機(jī)器人的由來(lái)與分類(lèi),-,機(jī)器人的定義,我國(guó)科學(xué)家對(duì)機(jī)器人的定義,機(jī)器人是一種自動(dòng)化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器。,經(jīng)過(guò)幾十年的開(kāi)展，機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)形成了綜合性的學(xué)科機(jī)器

4、人學(xué)Robotics。 機(jī)器人學(xué)有著及其廣泛的研究和應(yīng)用領(lǐng)域，主要包括機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、機(jī)械手設(shè)計(jì)，軌跡設(shè)計(jì)和規(guī)劃，運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，機(jī)器視覺(jué)、機(jī)器人傳感器，機(jī)器人控制系統(tǒng)以及機(jī)器智能等。,1.,機(jī)器人的由來(lái)與分類(lèi),-,機(jī)器人的分類(lèi),1.2,機(jī)器人的分類(lèi),1.2.1 按照機(jī)器人的技術(shù)開(kāi)展水平分：,1第一代機(jī)器人：,操作型機(jī)器人：能自動(dòng)控制，可重復(fù)編程，多功能，有幾個(gè)自由度，可固,定或運(yùn)動(dòng)，用于相關(guān)自動(dòng)化系統(tǒng)中。 程控型機(jī)器人：按預(yù)先要求的順序及條件，依次控制機(jī)器人的機(jī)械動(dòng)作。 示教再現(xiàn)型機(jī)器人：通過(guò)引導(dǎo)或其它方式，先教會(huì)機(jī)器人動(dòng)作，輸入工作,程序，機(jī)器人那么自動(dòng)重復(fù)進(jìn)行作業(yè)。,1.,機(jī)器人

5、的由來(lái)與分類(lèi),-,機(jī)器人的分類(lèi),1.2.1 按照機(jī)器人的技術(shù)開(kāi)展水平分：,2第二代機(jī)器人：,數(shù)控型機(jī)器人：不必使機(jī)器人動(dòng)作，通過(guò)數(shù)值、語(yǔ)言等對(duì)機(jī)器人進(jìn)行示教,機(jī)器人根據(jù)示教后的信息進(jìn)行作業(yè)。 感覺(jué)控制型機(jī)器人：利用傳感器獲取的信息控制機(jī)器人的動(dòng)作。 適應(yīng)控制型機(jī)器人：機(jī)器人能適應(yīng)環(huán)境的變化，控制其自身的行動(dòng)。 學(xué)習(xí)控制型機(jī)器人：機(jī)器人能“體會(huì)工作的經(jīng)驗(yàn)，具有一定的學(xué)習(xí)功能，,并將所“學(xué)的經(jīng)驗(yàn)用于工作中。,1.,機(jī)器人的由來(lái)與分類(lèi),-,機(jī)器人的分類(lèi),1.2.1 按照機(jī)器人的技術(shù)開(kāi)展水平分：,2第三代機(jī)器人：,智能機(jī)器人：以人工智能決定其行動(dòng)的機(jī)器人。能夠根據(jù)獲得的信息，進(jìn)行邏輯推理、判斷決策，在

6、變化的內(nèi)部狀態(tài)與變化的外部環(huán)境中，自主決定自身的行為。這類(lèi)機(jī)器人具有高度的適應(yīng)性和自治能力。,1.,機(jī)器人的由來(lái)與分類(lèi),-,機(jī)器人的分類(lèi),機(jī)器人,B,E,C,D,A,直角坐標(biāo)機(jī)器人,柱面坐標(biāo)機(jī)器人,球面坐標(biāo)機(jī)器人,移動(dòng)機(jī)器人,多關(guān)節(jié)機(jī)器人,1.2.2,按照機(jī)器人的機(jī)構(gòu)特征分類(lèi),1.,機(jī)器人的由來(lái)與分類(lèi),-,機(jī)器人的分類(lèi),1.2.3,按照機(jī)器人的用途分類(lèi),1工業(yè)機(jī)器人,工業(yè)機(jī)器依據(jù)具體應(yīng)用的不同，通常又可以分成焊接機(jī)器人、裝配機(jī)器人、噴漆機(jī)器人、碼垛機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人等多種類(lèi)型。,1.,機(jī)器人的由來(lái)與分類(lèi),-,機(jī)器人的分類(lèi),1.2.3,按照機(jī)器人的用途分類(lèi),2農(nóng)業(yè)機(jī)器人,農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研究開(kāi)發(fā)目前

7、主要集中耕種、施肥、噴藥、蔬菜嫁接、苗木株苗移栽、收獲、灌溉、養(yǎng)殖和各種輔助操作等方面。,1.,機(jī)器人的由來(lái)與分類(lèi),-,機(jī)器人的分類(lèi),1.2.3,按照機(jī)器人的用途分類(lèi),3探索機(jī)器人,機(jī)器人除了在工農(nóng)業(yè)上廣泛應(yīng)用之外，還越來(lái)越多地用于極限探索，即在惡劣或不適于人類(lèi)工作的環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)。,1.,機(jī)器人的由來(lái)與分類(lèi),-,機(jī)器人的分類(lèi),1.2.3,按照機(jī)器人的用途分類(lèi),4效勞機(jī)器人,目前主要應(yīng)用在清潔、護(hù)理、執(zhí)勤、救援、娛樂(lè)、和代替人對(duì)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)等場(chǎng)合。,我國(guó)的機(jī)器人專(zhuān)家從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)，將機(jī)器人分為兩大類(lèi)，即工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人。所謂工業(yè)機(jī)器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度機(jī)器人。而特種

8、機(jī)器人那么是除工業(yè)機(jī)器人之外的、用于非制造業(yè)并效勞于人類(lèi)的各種先進(jìn)機(jī)器人，包括：效勞機(jī)器人、水下機(jī)器人、娛樂(lè)機(jī)器人、軍用機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、機(jī)器人化機(jī)器等。目前，國(guó)際上的機(jī)器人學(xué)者，從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)將機(jī)器人也分為兩類(lèi)：制造環(huán)境下的工業(yè)機(jī)器人和非制造環(huán)境下的效勞與仿人型機(jī)器人，這和我國(guó)的分類(lèi)是一致的。,1.,機(jī)器人的由來(lái)與分類(lèi),-,機(jī)器人的分類(lèi),2. 工業(yè)機(jī)器人的國(guó)內(nèi)外開(kāi)展現(xiàn)狀及趨勢(shì),工業(yè)機(jī)器人是一種高自動(dòng)化的機(jī)電一體化設(shè)備，具有很高的技術(shù)附加值。在大規(guī)模工業(yè)制造過(guò)程中，工業(yè)機(jī)器人是不可缺少的自動(dòng)化裝備。目前國(guó)內(nèi)大型加工制造企業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的需求在日益增加。,機(jī)器人的歷史并不算長(zhǎng)，,1959,年美

9、國(guó)英格伯格和德沃爾制造出世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，工業(yè)機(jī)器人的歷史才真正開(kāi)始。,1954,年美國(guó)戴沃爾最早提出了工業(yè)機(jī)器人的概念，并申請(qǐng)了專(zhuān)利。該專(zhuān)利的要點(diǎn)是借助伺服技術(shù)控制機(jī)器人的關(guān)節(jié)，利用人手對(duì)機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)作示教，機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的記錄和再現(xiàn)。這就是所謂的示教再現(xiàn)機(jī)器人?，F(xiàn)有的機(jī)器人差不多都采用這種控制方式,。,作為機(jī)器人產(chǎn)品最早的實(shí)用機(jī)型示教再現(xiàn)是1962年美國(guó)AMF公司推出的“VERSTRAN和UNIMATION公司推出的“UNIMATE。這些工業(yè)機(jī)器人的控制方式與數(shù)控機(jī)床大致相似，但外形特征迥異，主要由類(lèi)似人的手和臂組成。,2.1 世界工業(yè)機(jī)器人的開(kāi)展歷程,1965年，MIT的Robo

10、rts演示了第一個(gè)具有視覺(jué)傳感器的、能識(shí)別與定位簡(jiǎn)單積木的機(jī)器人系統(tǒng)。 1967年日本成立了人工手研究會(huì)現(xiàn)改名為仿生機(jī)構(gòu)研究會(huì)，同年召開(kāi)了日本首屆機(jī)器人學(xué)術(shù)會(huì)。 1970年在美國(guó)召開(kāi)了第一屆國(guó)際工業(yè)機(jī)器人學(xué)術(shù)會(huì)議。1970年以后，機(jī)器人的研究得到迅速?gòu)V泛的普及。 1973年，辛辛那提米拉克隆公司的理查德豪恩制造了第一臺(tái)由小型計(jì)算機(jī)控制的工業(yè)機(jī)器人，它是液壓驅(qū)動(dòng)的，能提升的有效負(fù)載達(dá)45公斤。 1980年，工業(yè)機(jī)器人才真正在日本普及，故稱(chēng)該年為“機(jī)器人元年。,2. 工業(yè)機(jī)器人的國(guó)內(nèi)外開(kāi)展現(xiàn)狀及趨勢(shì),2.1 世界工業(yè)機(jī)器人的開(kāi)展歷程,80年代，將具有感覺(jué)、思考、決策和動(dòng)作能力的系統(tǒng)稱(chēng)為智能機(jī)器人，

11、這是一個(gè)概括的、含義廣泛的概念。這一概念不但指導(dǎo)了機(jī)器人技術(shù)的研究和應(yīng)用，而且又賦予了機(jī)器人技術(shù)向深廣開(kāi)展的巨大空間，水下機(jī)器人、空間機(jī)器人、空中機(jī)器人、地面機(jī)器人、微小型機(jī)器人等各種用途的機(jī)器人相繼問(wèn)世，許多夢(mèng)想成為了現(xiàn)實(shí)。,2. 工業(yè)機(jī)器人的國(guó)內(nèi)外開(kāi)展現(xiàn)狀及趨勢(shì),2.1 世界工業(yè)機(jī)器人的開(kāi)展歷程,20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等快速開(kāi)展，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)也得到了飛速開(kāi)展?，F(xiàn)在工業(yè)機(jī)器人已開(kāi)展成為一個(gè)龐大的家族，并與數(shù)控NC、可編程、控制器PLC一起成為工業(yè)自動(dòng)化的三大技術(shù)支柱和根本手段，廣泛應(yīng)用于制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域之中。,2. 工業(yè)機(jī)器人的國(guó)內(nèi)外開(kāi)展現(xiàn)狀及趨勢(shì),2.

12、 2 中國(guó)工業(yè)機(jī)器人的開(kāi)展歷程,我國(guó)工業(yè)機(jī)器人起步于70年代初期，經(jīng)過(guò)20多年的開(kāi)展，大致經(jīng)歷了3個(gè)階段：70年代的萌芽期，80年代的開(kāi)發(fā)期和90年代的適用化期。,70,年代萌芽期,，,我國(guó)于,1972,年開(kāi)始研制自己的工業(yè)機(jī)器人。于,1980,年研制出第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人樣機(jī),80年代開(kāi)發(fā)期 進(jìn)入80年代后，在高技術(shù)浪潮的沖擊下，隨著改革開(kāi)放的不斷深入，我國(guó)機(jī)器人技術(shù)的開(kāi)發(fā)與研究得到了政府的重視與支持?！捌呶迤陂g，國(guó)家投入資金，對(duì)工業(yè)機(jī)器人及其零部件進(jìn)行攻關(guān)，完成了示教再現(xiàn)式工業(yè)機(jī)器人成套技術(shù)的開(kāi)發(fā)，研制出了噴涂、點(diǎn)焊、弧焊和搬運(yùn)機(jī)器人。1986年國(guó)家高技術(shù)研究開(kāi)展方案863方案開(kāi)始實(shí)施，,90

13、年代適用期 從90年代初期起，我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)入實(shí)現(xiàn)兩個(gè)根本轉(zhuǎn)變時(shí)期，我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人又在實(shí)踐中邁進(jìn)一大步，先后研制出了點(diǎn)焊、弧焊、裝配、噴漆、切割、搬運(yùn)、包裝碼垛等各種用途的工業(yè)機(jī)器人，并實(shí)施了一批機(jī)器人應(yīng)用工程，形成了一批機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基地，為我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的騰飛奠定了根底。,1980年研制成功中國(guó)第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人樣機(jī)。1985年中國(guó)第一臺(tái)水下機(jī)器人“海人一號(hào)首航成功。1986年中國(guó)第一臺(tái)水下機(jī)器人深海試驗(yàn)成功。1988年中國(guó)第一臺(tái)中型水下機(jī)器人“瑞康號(hào)投入使用。1989年水下機(jī)器人首次出口美國(guó)。1990年中國(guó)第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人通用控制器研制成功。1992年國(guó)產(chǎn)第一次應(yīng)用于柔性生產(chǎn)線(xiàn)。1993

14、年中國(guó)唯一的機(jī)器人技術(shù)國(guó)家工程研究中心成立。1994年中國(guó)第一臺(tái)五自由度高壓水切割機(jī)器人投入使用。1994年中國(guó)第一臺(tái)1000米水下機(jī)器人“探索者海試成功。 1995年中國(guó)第一臺(tái)6000米水下機(jī)器人“- 海試成功。 1995年中國(guó)首臺(tái)四自由度點(diǎn)焊機(jī)器人開(kāi)發(fā)成功，第一條點(diǎn)焊機(jī)器人生產(chǎn)線(xiàn)投入使用。1995年自主開(kāi)發(fā)的機(jī)器人技術(shù)技術(shù)出口韓國(guó)。1997年具有自主版權(quán)的高性能機(jī)器人控制器小批量生產(chǎn)。1997年自主開(kāi)發(fā)的國(guó)內(nèi)第一條機(jī)器人沖壓自動(dòng)化線(xiàn)用于一汽群眾生產(chǎn)線(xiàn)。1998年國(guó)內(nèi)首臺(tái)激光加工機(jī)器人開(kāi)發(fā)成功。1998年國(guó)內(nèi)首臺(tái)澆注機(jī)器人用于生產(chǎn)。1998年中國(guó)機(jī)器人領(lǐng)域唯一一家通過(guò)了國(guó)際質(zhì)量體系認(rèn)證。,2

15、. 工業(yè)機(jī)器人的國(guó)內(nèi)外開(kāi)展現(xiàn)狀及趨勢(shì),2. 工業(yè)機(jī)器人的國(guó)內(nèi)外開(kāi)展現(xiàn)狀及趨勢(shì),2. 3 工業(yè)機(jī)器人的開(kāi)展趨勢(shì),工業(yè)機(jī)器人從70年代初的第一臺(tái)誕生開(kāi)始，至今已經(jīng)走過(guò)了30多年的歷程?，F(xiàn)在使用最廣的工業(yè)機(jī)器人，是6自由度垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人。世界上的不同機(jī)器人廠家都各自有自己的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，主流的新機(jī)型，其主要性能的改進(jìn)，表達(dá)在機(jī)構(gòu)的進(jìn)一步緊湊，速度和范圍等指標(biāo)也有所提高，通信功能更加強(qiáng)大，應(yīng)用工藝能力更加豐富和便利，控制的軸數(shù)也越來(lái)越多。作為世界上最先進(jìn)的機(jī)器人之一的MOTOMAN機(jī)器人，升級(jí)換代周期大致為5年左右。,最新一代MOTOMAN機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)對(duì)38個(gè)軸的控制，能進(jìn)行雙機(jī)加外部軸的協(xié)

16、調(diào)控制、三機(jī)以至四機(jī)的協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)控制。,當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的開(kāi)展方向，主要表達(dá)在新型機(jī)器人的推出以及機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)的豐富和開(kāi)展。在國(guó)內(nèi)來(lái)說(shuō)，還有機(jī)器人實(shí)際應(yīng)用工作單元的設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和技術(shù)成熟度。,新型機(jī)器人應(yīng)用量高速增長(zhǎng)的主要有潔凈機(jī)器人以及雙臂機(jī)器人等；應(yīng)用技術(shù)的重點(diǎn)那么主要有具有更加自適應(yīng)性和復(fù)雜工藝能力的各種機(jī)器人控制技術(shù)、視覺(jué)圖象處理機(jī)器人動(dòng)作規(guī)劃和軌跡補(bǔ)償技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控和具有工藝水平的離線(xiàn)編程技術(shù)等。,機(jī)器人的構(gòu)成,機(jī)器人,機(jī)器人本體,機(jī)器人控制系統(tǒng),機(jī)械本體,運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力,系統(tǒng),主控系統(tǒng),感知系統(tǒng),傳感系統(tǒng),主控系統(tǒng),運(yùn)動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng),外界信息,機(jī)器人的靈魂,控制系統(tǒng),輸入：該信息來(lái)自機(jī)

17、器人的傳感器；,程序：你想讓機(jī)器人遵循的一種規(guī)那么或指令；,輸出：機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，通常包括馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)、燈和聲音,信息轉(zhuǎn)化,下達(dá)命令,機(jī)器人工作過(guò)程圖,機(jī)器人的大腦,主控系統(tǒng),可調(diào)電阻 傳感器板接口 通用接口,9V,電池接口,4.5V,電池接口,單片機(jī),開(kāi)關(guān)接口,下載接口,電機(jī)接口,機(jī)器人的感官,傳感系統(tǒng),避障傳感器功能及原理,軌跡識(shí)別傳感器功能及原理,軌跡識(shí)別傳感器,光敏傳感器功能及原理,光敏傳感器,跳線(xiàn),機(jī)器人的身體,機(jī)器人本體,機(jī)器人智慧的來(lái)源,計(jì)算機(jī)程序,計(jì)算機(jī)程序的核心,算法,什么是算法,算法包含兩方面內(nèi)容：,1,、數(shù)據(jù)。,2,、操作步驟，也就是算法。,算法有哪些特征,1、有限性,2、確定

18、性,3、輸出結(jié)果性,4、有效性,步驟的安排有不同的方式，主要是以下三種：,1、順序模式,順序模式就是一步一步來(lái)，做完一步再做下一步。編寫(xiě)程序的時(shí)候，就是表示為執(zhí)行完一個(gè)步驟，再按順序執(zhí)行下一個(gè)步驟。其程序結(jié)構(gòu)為順序結(jié)構(gòu)。,2、選擇模式,選擇，就是在不同的結(jié)果里確定一個(gè)，然后執(zhí)行下一步的操作。編寫(xiě)程序的時(shí)候，其程序結(jié)構(gòu)為選擇結(jié)構(gòu)。,3、循環(huán)模式,循環(huán)模式，就是不斷地重復(fù)一個(gè)動(dòng)作，直到完成最初方案好的重復(fù)次數(shù)為止。編寫(xiě)程序的時(shí)候，其程序結(jié)構(gòu)為循環(huán)結(jié)構(gòu)。,路徑規(guī)劃,如何在復(fù)雜、不可預(yù)測(cè)的環(huán)境中自主移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)，并且能夠躲避障礙物是移動(dòng)機(jī)器人最根本、最重要的能力之一，也是其它應(yīng)用的根底。機(jī)器人路徑規(guī)劃

19、最早研究的是從起始點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)的類(lèi)型，在效勞機(jī)器人中許多場(chǎng)合需要該類(lèi)型，如醫(yī)療效勞機(jī)器人、健康福利效勞機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人等都經(jīng)常需要該類(lèi)型路徑規(guī)劃。,常用的路徑規(guī)劃方法主要有四種：路線(xiàn)圖方法Roadmap Approach、單元分解方法Cell Decomposition、勢(shì)場(chǎng)法Potential Field和爬行蟲(chóng)方法。,算法的表示方法,1,、用自然語(yǔ)言表示算法。,2,、用偽代碼表示算法,3,、用流程圖表示算法。,流程線(xiàn),起止框,處理框,判斷框,輸入輸出框,各種用途的機(jī)器人：,水下機(jī)器人、空間機(jī)器人、空中機(jī)器人、地面機(jī)器人、微小型機(jī)器人等,新的機(jī)器人名稱(chēng)：,“軟件機(jī)器人、“網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人 、機(jī)

20、器人化機(jī)器,德國(guó)排爆機(jī)器人,相撲機(jī)器人,無(wú)人駕駛振動(dòng)式壓路機(jī),5.,機(jī)器人的工程應(yīng)用,機(jī)器魚(yú)“自由泳”,“過(guò)龍門(mén)”,在水中“戲球 ”,自主地避開(kāi)障礙物,機(jī)器魚(yú),我國(guó)研制的排爆機(jī)器人,理由之三：機(jī)器人做人做不了的事情。比方人們對(duì)太空的認(rèn)識(shí)，對(duì)原子分子進(jìn)行搬遷的機(jī)器人,為什么要開(kāi)展機(jī)器人?,理由之二：機(jī)器人做人不愿意做或做不好的事。比方有毒的、高溫的或危險(xiǎn)的環(huán)境，汽車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)上的焊接工作,機(jī)器人汽車(chē)焊接生產(chǎn)線(xiàn),理由之一：提高生產(chǎn)效率降低人的勞動(dòng)強(qiáng)度。比方焊機(jī)器人提高生產(chǎn)效率，提高汽車(chē)焊接的質(zhì)量，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,汽車(chē)裝配機(jī)器人,醫(yī)療效勞機(jī)器人,醫(yī)療效勞機(jī)器人主要指能夠直接為醫(yī)生提供效勞，幫助醫(yī)生對(duì)

21、病人進(jìn)行手術(shù)治療的效勞機(jī)器人。,醫(yī)療外科機(jī)器人是醫(yī)療效勞機(jī)器人的典型代表，它可以由醫(yī)生對(duì)機(jī)器人進(jìn)行遙控操作，在醫(yī)生難以直接進(jìn)行手術(shù)的部位由機(jī)器人準(zhǔn)確地完成各種手術(shù),如下圖為口腔修復(fù)機(jī)器人。而外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)和可以進(jìn)入人體的微機(jī)器人診療系統(tǒng)也都可以為醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)提供必要的手術(shù)信息和輔助手段。因此，采用醫(yī)療效勞機(jī)器人進(jìn)行手術(shù)可以減小創(chuàng)面、縮短手術(shù)時(shí)間，從而到達(dá)減少病人痛苦，并使病人早日痊愈的目的。,健康福利效勞機(jī)器人,健康福利效勞機(jī)器人是指在醫(yī)院里為醫(yī)生或病人提供效勞的效勞機(jī)器人。圖中是直接為病人提供康復(fù)治療的效勞機(jī)器人。他可以提供指定負(fù)載力和行走速度的步行訓(xùn)練和為腿部受傷的病人提供術(shù)后康復(fù)訓(xùn)練治

22、療。許多研究單位和公司正在積極開(kāi)發(fā)的各種類(lèi)型的智能輪椅和智能病床也都屬于健康福利效勞機(jī)器人。,公共效勞機(jī)器人,公共效勞機(jī)器人的范圍最為廣泛，只要能夠?yàn)楣娀蚬迷O(shè)備提供效勞的機(jī)器人都屬于該類(lèi)型效勞機(jī)器人。例如，在展覽會(huì)會(huì)場(chǎng)、辦公大樓、旅游景點(diǎn)為客人提供信息咨詢(xún)效勞的迎賓導(dǎo)游機(jī)器人，在建筑物內(nèi)或居民區(qū)內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)巡視的保安巡邏機(jī)器人如下圖，加油站里的自動(dòng)加油機(jī)器人，高樓擦窗和壁面清洗機(jī)器人，飛機(jī)清洗機(jī)器人，下水道清洗機(jī)器人等。此外還有機(jī)器郵遞員以及用于多種用途的自主移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)，它們可在辦公室內(nèi)部傳遞信件或其他物品。目前這些機(jī)器人在技術(shù)上都已經(jīng)相當(dāng)成熟，在價(jià)格上也根本上被用戶(hù)接受，并已在許多國(guó)家

23、得到了實(shí)際應(yīng)用。隨著機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)一步開(kāi)展，在不久的將來(lái)，會(huì)有越來(lái)越多的公共效勞機(jī)器人進(jìn)入我們的日常生活。,家庭效勞機(jī)器人,自動(dòng)割草機(jī)和全自動(dòng)吸塵器是家庭效勞機(jī)器人的典型代表。凱馳RC3000是世界上第一臺(tái)能夠自行完成所有家庭地面清潔工作的清潔機(jī)器人，如下圖，它有光電傳感器和芯片控制，當(dāng)遇到障礙時(shí)，會(huì)隨機(jī)改變一個(gè)角度，然后繼續(xù)直走，直到遇到新的障礙物。,該機(jī)器人內(nèi)置四種清潔程序，保證在遇到不同污漬的地面時(shí)，可以調(diào)整其清潔程序；通過(guò)傳感器對(duì)于地板污漬的判斷，選擇適宜的應(yīng)用程序。內(nèi)置光敏傳感器，確保在遇到樓梯與臺(tái)階時(shí)，能夠自動(dòng)避讓。扁平的設(shè)計(jì)使其能夠清潔床、沙發(fā)、茶幾等家具的下面。其相應(yīng)的基站一直

24、發(fā)射紅外定位和導(dǎo)航信號(hào)來(lái)指引機(jī)器人回到充電站完成充電和垃圾處理的任務(wù)；同時(shí)能夠根據(jù)用戶(hù)設(shè)定的信息來(lái)控制機(jī)器人完成相應(yīng)的操作。,娛樂(lè)機(jī)器人,娛樂(lè)機(jī)器人的種類(lèi)很多，其中主要是以機(jī)器狗AIBO為代表的機(jī)器寵物，如下圖。AIBO的出現(xiàn)不但給索尼公司帶來(lái)了新的商機(jī)，也為機(jī)器人如何進(jìn)入尋常家庭提供了一個(gè)新的開(kāi)展思路。,教育機(jī)器人,教育機(jī)器人的開(kāi)展那么是通過(guò)以“機(jī)器人足球比賽為代表的各種類(lèi)型的機(jī)器人競(jìng)賽進(jìn)行的。機(jī)器人競(jìng)賽的參賽隊(duì)伍主要由大、中、小學(xué)生組成。由于機(jī)器人競(jìng)賽不但具有很好的欣賞性，而且可以使參賽的學(xué)生在創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力等方面都可以得到很好的鍛煉，所以深受學(xué)校和學(xué)生家長(zhǎng)的歡送，并越來(lái)越多地受到各國(guó)政府的重視。目前一些國(guó)家正在積極組織機(jī)器人國(guó)際比賽，并提出了舉行機(jī)器人奧林匹克競(jìng)賽的想法，如下圖為類(lèi)人足球機(jī)器人。,Thank You!,