第一篇：機(jī)器人論文（寫寫幫推薦）

機(jī)器人論文

一．引言

機(jī)器人學(xué)時(shí)一門綜合性的新興學(xué)科，它涉及機(jī)械工程學(xué)、電氣工程學(xué)、微電子工程學(xué)、計(jì)算機(jī)工程學(xué)、控制工程學(xué)、信息傳感工程學(xué)、聲學(xué)工程學(xué)、仿生學(xué)工程學(xué)及人工智能工程學(xué)等多門尖端學(xué)科。機(jī)器人對現(xiàn)在以及未來都有重大作用及意義，是人類文明發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。

一．機(jī)器人的定義

機(jī)器人的定義是多種多樣的，其原因是它具有一定的模糊性。其實(shí)并不是人們不想給機(jī)器人一個(gè)完整的定義，自機(jī)器人誕生之日起人們就不斷地嘗試著說明到底什么是機(jī)器人。但隨著機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展和信息時(shí)代的到來，機(jī)器人所涵蓋的內(nèi)容越來越豐富，機(jī)器人的定義也不斷充實(shí)和創(chuàng)新。

1886年法國作家利爾亞當(dāng)在他的小說《未來夏娃》中將外表像人的機(jī)器起名為“安德羅丁”（android），它由4部分組成：

1、生命系統(tǒng)（平衡、步行、發(fā)聲、身體擺動、感覺、表情、調(diào)節(jié)運(yùn)動等）；

2、造型解質(zhì)（關(guān)節(jié)能自由運(yùn)動的金屬覆蓋體，一種盔甲）；

3、人造肌肉（在上述盔甲上有肉體、靜脈、性別等身體的各種形態(tài)）；

4、人造皮膚（含有膚色、機(jī)理、輪廓、頭發(fā)、視覺、牙齒、手爪等）。

為了防止機(jī)器人傷害人類，科幻作家阿西莫夫（Isaac.Asimov）于1940年提出了“機(jī)器人三原則”：

1，機(jī)器人不應(yīng)傷害人類；

2，機(jī)器人應(yīng)遵守人類的命令，與第一條違背的命令除外；

3，機(jī)器人應(yīng)能保護(hù)自己，與第一條相抵觸者除外。

這是給機(jī)器人賦予的倫理性綱領(lǐng)。機(jī)器人學(xué)術(shù)界一直將這三原則作為機(jī)器人開發(fā)的準(zhǔn)則。

在1967年日本召開的第一屆機(jī)器人學(xué)術(shù)會議上，就提出了兩個(gè)有代表性的定義。一是森政弘與合田周平提出的：“機(jī)器人是一種具有移動性、個(gè)體性、智能性、通用性、半機(jī)械半人性、自動性、奴隸性等7個(gè)特征的柔性機(jī)器”。從這一定義出發(fā)，森政弘又提出了用自動性、智能性、個(gè)體性、半機(jī)械半人性、作業(yè)性、通用性、信息性、柔性、有限性、移動性等10個(gè)特性來表示機(jī)器人的形象。另一個(gè)是加藤一郎提出的具有如下3個(gè)條件的機(jī)器稱為機(jī)器人：

1，具有腦、手、腳等三要素的個(gè)體；

2，具有非接觸傳感器（用眼、耳接受遠(yuǎn)方信息）和接觸傳感器；

3，具有平衡覺和固有覺的傳感器。

該定義強(qiáng)調(diào)了機(jī)器人應(yīng)當(dāng)仿人的含義，即它靠手進(jìn)行作業(yè)，靠腳實(shí)現(xiàn)移動，由腦來完成統(tǒng)一指揮的作用。非接觸傳感器和接觸傳感器相當(dāng)于人的五官，使機(jī)器人能夠識別外界環(huán)境，而平衡覺和固有覺則是機(jī)器人感知本身狀態(tài)所不可缺少的傳感器。

1988年法國的埃斯皮奧將機(jī)器人定義為：“機(jī)器人學(xué)是指設(shè)計(jì)能根據(jù)傳感器信息實(shí)現(xiàn)預(yù)先規(guī)劃好的作業(yè)系統(tǒng)，并以此系統(tǒng)的使用方法作為研究對象”。

1987年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織對工業(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控制的操作和移動功能，能完成各種作業(yè)的可編程操作機(jī)。”

我國科學(xué)家對機(jī)器人的定義是：“機(jī)器人是一種自動化的機(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、動作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動化機(jī)器”。在研究和開發(fā)未知及不

適應(yīng)變化的環(huán)境。

第二代是有感覺的機(jī)器人：它們對外界環(huán)境有一定感知能力，并具有聽覺、視覺、觸覺等功能。機(jī)器人工作時(shí)，根據(jù)感覺器官（傳感器）獲得的信息，靈活調(diào)整自己的工作狀態(tài)，保證在適應(yīng)環(huán)境的情況下完成工作。如：有觸覺的機(jī)械手可輕松自如地抓取雞蛋，具有嗅覺的機(jī)器人能分辨出不同飲料和酒類。

第三代是具有智能的機(jī)器人：智能機(jī)器人是靠人工智能技術(shù)決策行動的機(jī)器人，它們根據(jù)感覺到的信息，進(jìn)行獨(dú)立思維、識別、推理，并作出判斷和決策，不用人的參與就可以完成一些復(fù)雜的工作。日本研制的能演奏數(shù)首曲目?quot;瓦伯特"2號機(jī)器人，已達(dá)到5歲兒童的智能水平。目前，智能機(jī)器人已在許多方面具有人類的特點(diǎn)，隨著機(jī)器人技術(shù)不斷發(fā)展與完善，機(jī)器人的智能水平將越來越接近人類。

在普及第一代工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)上，第二代工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)推廣，成為主流安裝機(jī)型，第三代智能機(jī)器人已占有一定比重（占日本1998年安裝臺數(shù)的10%，銷售額的36%）（1）機(jī)械結(jié)構(gòu)

1、已關(guān)節(jié)型為主流，80年代發(fā)明的使用于裝配作業(yè)的平面關(guān)節(jié)機(jī)器人約占總量的1/3。90年代初開發(fā)的適應(yīng)于窄小空間、快節(jié)奏、360度全工作空間范圍的垂直關(guān)節(jié)機(jī)器人大量用于焊接和上、下料。

2、應(yīng)3K和汽車、建筑、橋梁等行業(yè)需求，超大型機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。如焊接樹10米長、10噸以上大構(gòu)件的弧焊機(jī)器人群，采取螞蟻啃骨頭的協(xié)作機(jī)構(gòu)。

3、CAD、CAE等技術(shù)已普遍用于設(shè)計(jì)，仿真和制造中。（2）控制技術(shù)

1、大多數(shù)采用32位CPU，控制軸數(shù)多達(dá)27軸，NC技術(shù)、離線編程技術(shù)大量采用。

2、協(xié)調(diào)控制技術(shù)日趨成熟，實(shí)現(xiàn)了多手與變位機(jī)、多機(jī)器人的協(xié)調(diào)控制，正逐步實(shí)現(xiàn)多智能體的協(xié)調(diào)控制。

3、采用基于PC的開放結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)已成為一股潮流，其成本低、具有標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)功能。（3）驅(qū)動技術(shù) 1、80年代發(fā)展起來的AC侍服驅(qū)動已成為主流驅(qū)動技術(shù)用于工業(yè)機(jī)器人中。DD

驅(qū)動技術(shù)則廣泛地用于裝配機(jī)器人中。

2、新一代的侍服電機(jī)與基于微處理器的智能侍服控制器相結(jié)合已由FANUC等公司開發(fā)并用于工業(yè)機(jī)器人中，在遠(yuǎn)程控制中已采用了分布式智能驅(qū)動新技術(shù)。（4）應(yīng)用智能化的傳感器

裝有視覺傳感器的機(jī)器人數(shù)量呈上升趨勢，不少機(jī)器人裝有兩種傳感器，有些機(jī)器人留了多種傳感器接口。（5）通用機(jī)器人編程語言

在ABB公司的20多個(gè)小型號產(chǎn)品中，采用了通用?；瘔K語言RAPID。最近美國“機(jī)器人工作空間技術(shù)公司”開發(fā)了Robot Script V.10通用語言，運(yùn)行于該公司的通用機(jī)器人控制器URC的Win NT/95環(huán)境。該語言易學(xué)醫(yī)用，可用于各種開發(fā)環(huán)境，與大多數(shù)WINDOWS軟件產(chǎn)品兼容。

（6）網(wǎng)絡(luò)通用方式

大部分機(jī)器人采用了Ether網(wǎng)絡(luò)通訊方式，占總量的41.3，其它采用RS-232、RA-

422、RS-485等通訊接口。（7）高速、高精度、多功能化

目前，最快的裝配機(jī)器人最大合成速度為16.5m/s。位置重復(fù)精度為正負(fù)0.01mm。但有一種速度競達(dá)到80m/s；而另一種并連機(jī)構(gòu)的NC機(jī)器人，其位置重復(fù)精度大1微秒。

（8）集成化與系統(tǒng)化

當(dāng)今工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的另一特點(diǎn)是應(yīng)用從單機(jī)、單元向系統(tǒng)發(fā)展。百臺以上的機(jī)器人群與微機(jī)及周邊智能設(shè)備和操作人員形成一個(gè)大群體（多智能體）?？鐕蠹瘓F(tuán)的壟斷和全球化的生產(chǎn)將世界眾多廠家的產(chǎn)品連接在一起，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、開放化、網(wǎng)絡(luò)化的“虛擬制造”，為工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)化的發(fā)展推波助瀾。1.4技術(shù)發(fā)展趨勢

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷向智能化方向發(fā)展，機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展和深化以

及在系統(tǒng)（FMS、CIMS）中的群體應(yīng)用，工業(yè)機(jī)器人也在不斷向智能化方向發(fā)展，以適應(yīng)“敏捷制造”（Agile Manufacturing），滿足多樣化、個(gè)性化的需要，并適應(yīng)多變的非結(jié)構(gòu)環(huán)境作業(yè)，向非制造領(lǐng)域進(jìn)軍。（1）感覺功能

感覺功能方面將實(shí)現(xiàn)多傳感器信息的融合，以檢測多變的外部環(huán)境，做出判斷和決策，其實(shí)質(zhì)類似于人的五官和身體的綜合感覺功能，包括視覺、觸覺、力覺、滑覺、接近覺、壓覺、聽覺、味覺、臭覺、溫覺等。研究包括各類傳感信息的采集及融合處理、傳感器與驅(qū)動器一體化技術(shù)、感覺功能繼承模塊等。（2）控制智能化

由引導(dǎo)教向NC，離線編程發(fā)展，進(jìn)而發(fā)展到進(jìn)一步應(yīng)用。隨著系統(tǒng)化、集成化生產(chǎn)的發(fā)展，基于PC的開放式控制系統(tǒng)將機(jī)器人控制和車間一級控制的發(fā)展方向，國外專家預(yù)測，2007年它將占30％。（3）移動功能的智能化

為解決長距離搬運(yùn)作業(yè)、大作業(yè)對象、多作業(yè)對象及極限作業(yè)等問題，需開發(fā)自主移動系統(tǒng)（包括滑動、滾動、行走、爬行、跳躍、飛行等）。（4）系統(tǒng)應(yīng)用與集成化

支持以人為核心的生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)中機(jī)器人群體協(xié)調(diào)功能、群智能和多機(jī)通訊協(xié)議，開發(fā)能理解人的意志的“同事機(jī)器人”。國外專家預(yù)測，2000你后有可能IMS要走向MA(R)S（多智能體系統(tǒng)），而該系統(tǒng)中的“同事機(jī)器人”（Cobot）將成為操作人員不可或缺的伙伴。圍繞著各種機(jī)器人與人共存的諸多課題，正在興起一門新學(xué)科“軟機(jī)器人學(xué)”。（5）安全可靠性

由于大量不確定因素的存在，要實(shí)現(xiàn)智能化的安全可靠性，機(jī)器人必須具有對各種意外情況的應(yīng)變能力，及時(shí)采取預(yù)防措施和安全對策，包括硬件級、軟件級、應(yīng)用級和人機(jī)系統(tǒng)級的自診斷和自修復(fù)故障。（6）微型化

向微型化發(fā)展，開發(fā)毫米級機(jī)器人，用于微加工、醫(yī)學(xué)、宇宙和海洋開發(fā)等領(lǐng)域。就使用性和成本來看，毫米級最可行。（7）多傳感器信息融合與配置技術(shù)

①機(jī)器人的傳感器配置和融合技術(shù)在水泥生產(chǎn)過程控制和污水處理自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

包括面向工藝過程的多傳感器融合和配置技術(shù)；采用智能傳感器的現(xiàn)場總線技術(shù)；面向工藝要求的新型傳感器研制。②機(jī)電一體化智能傳感器

包括具有感知、自主運(yùn)動、自清污（自調(diào)整、自適應(yīng)）的機(jī)電一體化傳感器研究；面向工藝要求的運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)檢測和清污的自主運(yùn)動；調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)；機(jī)器人機(jī)構(gòu)和控制技術(shù)在傳感器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

**我國工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 ** 中國作為亞洲第三大的工業(yè)機(jī)器人需求國，市場發(fā)展穩(wěn)定，汽車及其零部件制造仍然是工業(yè)機(jī)器人的主要應(yīng)用領(lǐng)域，隨著我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級不斷深入和國際制造業(yè)中心向中國的轉(zhuǎn)移，我國的機(jī)器人市場會進(jìn)一步加大，市場擴(kuò)展的速度也會進(jìn)一步提高。

現(xiàn)狀

我國從上世紀(jì)80年代開始在高校和科研單位全面開展工業(yè)機(jī)器人的研究，近20年來取得不少的科研成果。但是由于沒有和企業(yè)有機(jī)地進(jìn)行聯(lián)合，至今仍未形成具有影響力的產(chǎn)品和有規(guī)模的產(chǎn)業(yè)。目前國內(nèi)除了一家以組裝為主的中日合資的機(jī)器人公司外，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的工業(yè)機(jī)器人尚停留在高?；蚩蒲袉挝唤M織的零星生產(chǎn)，未能形成氣候。近10年來，進(jìn)口機(jī)器人的價(jià)格大幅度降低，對我國工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展造成了一定的影響，特別是我國自行制造的普通工業(yè)機(jī)器人在價(jià)格上根本無法與之競爭。特別是我國在研制機(jī)器人的初期，沒有同步發(fā)展相應(yīng)的零部件產(chǎn)業(yè)，使得國內(nèi)企業(yè)在生產(chǎn)的機(jī)器人過程中，只能依賴配套進(jìn)口的零部件，更削弱了我國企業(yè)的價(jià)格競爭力。

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圖5： 2004-2005年美洲地區(qū)各主要行業(yè)對工業(yè)機(jī)器人需求情況變化圖

工業(yè)機(jī)器人還廣泛應(yīng)用于電子電氣行業(yè)、金屬制品業(yè)(包括機(jī)械)、橡膠及塑料工業(yè)和食品工業(yè)等領(lǐng)域。2005年，亞洲地區(qū)電子電氣行業(yè)對工業(yè)機(jī)器人的需求僅次于汽車及汽車零部件制造業(yè)，其占所有行業(yè)總需求的比例為31%(見圖2)；而在歐洲地區(qū)橡膠及塑料工業(yè)對工業(yè)機(jī)器人的需求則遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電子電氣行業(yè)而排名第二位(見圖4)；美洲地區(qū)由于汽車及汽車零部件制造業(yè)對工業(yè)機(jī)器人的需求遙遙領(lǐng)先，所以金屬制品業(yè)(包括機(jī)械)、橡膠及塑料工業(yè)以及電子電氣行業(yè)對工業(yè)機(jī)器人的需求比例相當(dāng)，均在7%左右(見圖1和圖5)。

隨著科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大。目前，工業(yè)機(jī)器人不僅應(yīng)用于傳統(tǒng)制造業(yè)如采礦、冶金、石油、化學(xué)、船舶等領(lǐng)域，同時(shí)也已開始擴(kuò)大到核能、航空、航天、醫(yī)藥、生化等高科技領(lǐng)域以及家庭清潔、醫(yī)療康復(fù)等服務(wù)業(yè)領(lǐng)域中。如，水下機(jī)器人、拋光機(jī)器人、打毛刺機(jī)器人、擦玻璃機(jī)器人、高壓線作業(yè)機(jī)器人、服裝裁剪機(jī)器人、制衣機(jī)器人、管道機(jī)器人等特種機(jī)器人以及掃雷機(jī)器人、作戰(zhàn)機(jī)器人、偵察機(jī)器人、哨兵機(jī)器人、排雷機(jī)器人、布雷機(jī)器人等軍用機(jī)器人都廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。而且，隨著人類生活水平的提高及文化生活的日益豐富多彩，未來各種專業(yè)服務(wù)機(jī)器人和家庭用消費(fèi)機(jī)器人將不斷貼近人類生活，其市場將繁榮興旺。**國外機(jī)器人研究的主要企業(yè)** 國際上的工業(yè)機(jī)器人公司主要分為日系和歐系。日系中主要有安川、oTC、松下、FANLUC、不二越、川崎等公司的產(chǎn)品;歐系中主要有德國的KUKA、CLOOS、瑞典的ABB、意大利的CO毗U及奧地利的工GM公司;美國的Consolided Control Corp和AMF公司。**我國機(jī)器人的應(yīng)用** 由中科院沈陽自動化所有關(guān)專家組成的課題組研究表明，隨著中國機(jī)器人自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，中國機(jī)器人自動化技術(shù)裝備的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)非常廣泛，市場潛力巨大。

據(jù)新華社報(bào)道，中國的工業(yè)機(jī)器人從20世紀(jì)80年代“七五”科技攻關(guān)開始起步，通過“七五”、“八五”科技攻關(guān)，已基本掌握機(jī)器人的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、運(yùn)動學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)了部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出噴漆、弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)等機(jī)器人。其中有130多臺套噴漆機(jī)器人在20多家企業(yè)的近30條自動噴漆生產(chǎn)線（站）上獲得規(guī)模應(yīng)用，弧焊機(jī)器人已應(yīng)用在汽車制造廠的焊接線上。

目前，中國從事機(jī)器人研發(fā)和應(yīng)用工程的單位200多家，擁有量為3500臺左右，其中國產(chǎn)占20%，其余都是從日本、美國、瑞典等40多個(gè)國家引進(jìn)的。2000年已生產(chǎn)各種類型工業(yè)機(jī)器人和系統(tǒng)300臺套，機(jī)器人銷售額6.74億元，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)的年收益額為47億元。

據(jù)專家對國內(nèi)542家用戶以及汽車、電子電器、工程機(jī)械3個(gè)行業(yè)的部分用戶進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，就全國而言，弧焊、點(diǎn)焊、裝配、噴涂機(jī)器人應(yīng)用的最多；其次是搬運(yùn)、上下料（沖壓、壓鑄、鑄鍛、注塑等用的大多是上下料機(jī)器人）；再次是包裝、碼垛、拆垛機(jī)器人和密封涂膠機(jī)器人，其他機(jī)器人用量很少。就行業(yè)而言，汽車行業(yè)以焊接、噴涂、涂膠作業(yè)較多，沖壓、搬運(yùn)、裝配次之；電子電器行業(yè)集中在裝配，如大連華錄一家就用了近300臺，其次是搬運(yùn)和噴涂；工程機(jī)械行業(yè)集中用于弧焊，噴涂其次。此外包裝、碼垛、拆垛機(jī)器人目前主要用于石化、輕紡和煙草行業(yè)。

據(jù)對中國724家用戶行業(yè)統(tǒng)計(jì)分析，大機(jī)械行業(yè)（機(jī)械制造和汽車工業(yè)）共467家，占用戶的65%，電子電器和郵電通訊92家，占用戶的13%?？梢娔壳爸袊I(yè)機(jī)器人主要應(yīng)用在汽車、機(jī)械制造等行業(yè)。

專家研究認(rèn)為，中國工業(yè)機(jī)器人的市場主要在汽車、摩托車、電器、工程機(jī)械、石油化工等行業(yè)，企業(yè)對技術(shù)進(jìn)步的需求更加強(qiáng)烈，其中主要的機(jī)器人用戶仍在汽車制造行業(yè)、工程機(jī)械行業(yè)及電機(jī)、電子行業(yè)。

據(jù)預(yù)測，目前中國僅汽車行業(yè)、電子和家電行業(yè)、煙草行業(yè)、新能源電池行業(yè)等，年需求機(jī)器人自動化生產(chǎn)線裝備線就達(dá)300多條，產(chǎn)值約為60多億元。

預(yù)計(jì)在2005年左右中國需求此類自動化生產(chǎn)線將達(dá)到600條，市場容量達(dá)到120多億元。

“十五”期間中國工業(yè)機(jī)器人的總需求量約為3000臺套，其中以點(diǎn)焊、弧焊、噴漆、裝配、搬運(yùn)、沖壓等各類機(jī)器人自動化成套裝備系統(tǒng)為主。根據(jù)發(fā)達(dá)國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展與升級的歷程和工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢，到2015年中國機(jī)器人市場的容量約達(dá)十幾萬臺套。

據(jù)悉，在工業(yè)機(jī)器人的需求上，中國也將同國際接軌，以機(jī)器人化的生產(chǎn)系統(tǒng)取代單臺機(jī)器人。

**我國機(jī)器人研究的主要科研院所和企業(yè)** 北京機(jī)械工業(yè)自動化研究所：PJ系列噴涂機(jī)器人 北京機(jī)床研究所：GJR-G1、G2焊接及搬運(yùn)機(jī)器人 廣州機(jī)床研究所：JRS-80點(diǎn)焊機(jī)器人 大連組合機(jī)床研究所：ZHS-R005弧焊機(jī)器人 中國科學(xué)院沈陽自動化研究所：中型水下機(jī)器人及機(jī)器人控制系統(tǒng) 航天工業(yè)總公司303所：YZJJR30搬運(yùn)機(jī)器人 沈陽工業(yè)大學(xué)：CR80-1沖壓機(jī)器人 此外，還有冶金部自動化研究院、西安微電機(jī)研究所、北京諧波傳動技術(shù)研究所、洛陽軸承研究所、航天工業(yè)總公司609所、林泉電機(jī)廠、北京科技大學(xué)、清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、北京理工大學(xué)、華南理工大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等在機(jī)器人控制裝置、基礎(chǔ)元器件和基礎(chǔ)研究等方面做了大量工作。......[參考文獻(xiàn)] [1]馬香峰，等．工業(yè)機(jī)器人的操作機(jī)設(shè)計(jì)[M]．北京：冶金工 業(yè)出版社，1996．

[2]吳振彪．工業(yè)機(jī)器人[M]．武漢：華中理工大學(xué)出版社，2006．

[4]網(wǎng)絡(luò)資源 [5]新華社報(bào)道

第二篇：機(jī)器人設(shè)計(jì)論文

綠化植樹機(jī)器人設(shè)計(jì)

摘要：

這個(gè)機(jī)器人是針對大量綠色植樹而設(shè)計(jì)的，利用機(jī)械四足作為其活動方式，機(jī)器人通過視頻識別系統(tǒng)在有限范圍內(nèi)對地形與植被作出判斷，然后通過自動行走系統(tǒng)移動到目標(biāo)地點(diǎn)前面，再通過機(jī)械手取出攜帶的植物幼苗，通過這個(gè)可以360度旋轉(zhuǎn)的機(jī)械臂進(jìn)行種植工作，機(jī)械臂可以進(jìn)行種植、培土、等工作。種植完成后還將用一層可分解的塑料薄膜覆蓋植物幼苗，保證其在能夠自行成長前的安全。

關(guān)鍵詞：

綠化植樹、四足行走、山坡作業(yè)、視頻識別、機(jī)械臂操作

設(shè)計(jì)背景：

地球現(xiàn)在正面臨著綠色植被在不斷減少的危機(jī)，而人類也因?yàn)檫@樣要面對日益嚴(yán)峻的環(huán)境問題。大量植樹還原綠色植被是一個(gè)相當(dāng)重要的手段來解決這個(gè)難題，但是依靠人力去做的話，效率始終不夠高。所以在這里我想設(shè)計(jì)一個(gè)專門用于大作業(yè)量的綠化植樹機(jī)器人。

設(shè)計(jì)思路：

這個(gè)機(jī)器人，是需要面對山坡這樣的陡峭地形的，由于特殊的使用環(huán)境，機(jī)器人的活動方式要求能夠靈活的應(yīng)對顛簸不平的土地，機(jī)械四足需要能夠根據(jù)不同的地勢調(diào)整四足的高度，確保平穩(wěn)的行走，這種活動方式才能使機(jī)器人輕松到達(dá)山崖大部分位置。移動起來必須十分的輕巧，以避免對其他植物的傷害。由于這個(gè)機(jī)器人對視頻識別有著較高的要求，所以必須在這方面有所突破，同時(shí)當(dāng)發(fā)現(xiàn)有雜草或者有害植物的時(shí)候，還可以通過高溫蒸汽將其殺死，來保證種植的植物幼苗的生長。360度旋轉(zhuǎn)的機(jī)械臂可以保證種植過程的順利進(jìn)行。

詳細(xì)具體設(shè)計(jì)方案：

一． 整體結(jié)構(gòu)：

1.整個(gè)機(jī)器人分成上下兩大部分，上部分是機(jī)械手臂，主要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的整個(gè)種植操作，下部是機(jī)器人的機(jī)身和四足，包括：植物幼苗存放倉、紅外線距離測量儀、攝像頭、電腦處理系統(tǒng)。

2.機(jī)器人是通過電力驅(qū)動的，所以必須攜帶儲電池，也是安裝在機(jī)身。二． 中央處理系統(tǒng)：

機(jī)器人的機(jī)身將安裝一個(gè)中央處理系統(tǒng)，作為機(jī)器人的大腦，它主要調(diào)節(jié)機(jī)器人三大系統(tǒng)：機(jī)械四足行走系統(tǒng)、機(jī)器人視覺系統(tǒng)、機(jī)械臂控制系統(tǒng)。中央處理系統(tǒng)要接收和分析紅外線距離測量儀、攝像頭、機(jī)械臂傳感器等反饋信息，以及控制四足的行進(jìn)系統(tǒng)、機(jī)械臂操作等。三． 機(jī)械四足行走系統(tǒng)： 1.機(jī)械四足的形狀：

一開始的時(shí)候，我曾經(jīng)很困惑于如何把握行走穩(wěn)定與行走速度之間的平衡，后來設(shè)想出仿人類四肢的關(guān)節(jié)加上圓形的腳盤這個(gè)方案，總體感覺可以滿足行走的需要。2.如何實(shí)現(xiàn)行進(jìn)：

參考了機(jī)械小狗的設(shè)計(jì)，將機(jī)械四足連接在機(jī)器人的中央處理系統(tǒng)而成為一個(gè)整體，接受中央處理系統(tǒng)的控制。每次改變一個(gè)機(jī)械足的位置，實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)器人的行

走。

3.如何保持位置穩(wěn)定：

在機(jī)器人機(jī)身安裝有3個(gè)紅外線距離探測器，當(dāng)機(jī)器人識別到了目標(biāo)之后，三個(gè)探測器同時(shí)從3個(gè)方向測量其與目標(biāo)的實(shí)時(shí)距離，這樣就可以確定機(jī)器人和目標(biāo)的相對三維位置。確定了相對位置之后，將數(shù)據(jù)傳送給中央處理系統(tǒng)。再次調(diào)節(jié)四足關(guān)節(jié)處的角度以及腳盤關(guān)節(jié)處的角度，讓機(jī)器人可以平穩(wěn)的站立。四． 機(jī)器人視覺系統(tǒng)：

1.識別原理：

當(dāng)機(jī)器從人移動到距離目標(biāo)五米范圍內(nèi)，就開始識別目標(biāo)的過程了。負(fù)責(zé)識別目標(biāo)地點(diǎn)的攝像頭就安裝在機(jī)身上。

識別的工作原理是根據(jù)環(huán)境顏色和形狀的不同作判斷，再通過視頻攝像和經(jīng)過中央處理系統(tǒng)程序計(jì)算識別出來的。2.攝像頭要求：

由于工作需要，攝像頭的視角范圍必須足夠大。因此攝像頭的形狀設(shè)計(jì)為圓球形，好像眼球一樣可以轉(zhuǎn)動。

五． 機(jī)械臂夾持系統(tǒng)：

當(dāng)目標(biāo)已經(jīng)識別出來之后就應(yīng)該開始收集工作了。這個(gè)機(jī)器人的收集垃圾的工作是通過外夾式機(jī)械臂來完成的。1.手指類型：結(jié)合課堂知識，機(jī)械臂的手指類型選擇是由被握持物件的形狀、尺寸、重量、材質(zhì)及表面狀態(tài)的不同而決定的。由于這個(gè)機(jī)器人針對的目標(biāo)是裝有植物幼苗的器皿，因此機(jī)械手指的設(shè)計(jì)采用針對圓柱形物件的特殊中空手指，你也可以說沒有手指，可以直接將圓柱狀的幼苗器皿卡住，種入泥土中。另外內(nèi)面將采用柔性材料鑲襯橡膠來增加摩擦力。

2.驅(qū)動裝置：采用直流伺服電機(jī)驅(qū)動機(jī)械臂的各個(gè)關(guān)節(jié)。3.除草系統(tǒng)：通過識別系統(tǒng)識別出雜草或者有害植物的時(shí)候，還可以通過手臂中的高溫蒸汽將其殺死，來保證種植的植物幼苗的生長。

六． 植物幼苗存放倉：

植物幼苗存放倉將安裝在機(jī)器人機(jī)身上部，以輕型塑料制作，為倉盒狀，可以有透明的材料遮擋惡劣的天氣環(huán)境。倉的下部安裝有平衡測試儀器，防止裝幼苗的時(shí)候由于重心變化而導(dǎo)致機(jī)身傾斜。七． 可能遇到的實(shí)際問題：

這只是一個(gè)機(jī)器人的理論設(shè)計(jì)而已，我也想到了一些實(shí)際上可能遇到的問題，比如：具體的行走效率有多高？遇到坡度太大的地形，如何保證安全的攀登上去？機(jī)器人是采用電力驅(qū)動的，但電池的體積和質(zhì)量都不能太大，如何可以保證電力的持久供給？

簡易設(shè)計(jì)圖：

第三篇：智能機(jī)器人論文

湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)課程論文

學(xué) 院： 工學(xué)院 班 級：11級機(jī)械1班 姓 名： 曾強(qiáng) 學(xué) 號：201140614114 課程論文題目：未來智能機(jī)器人

課程名稱：MCS-51單片機(jī)原理、接口及應(yīng)用 評閱成績： 評閱意見：

成績評定教師簽名：

日期： 2014年 5月 12日

未來智能機(jī)器人

摘要：機(jī)器人是一種自動化的機(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、動作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動化機(jī)器。近二十年中，因?yàn)殡娔X技術(shù)、電子產(chǎn)品及生物遺傳工程等技術(shù)的大踏步發(fā)展，“智能機(jī)械人”的研發(fā)熱潮已從專業(yè)人士的實(shí)驗(yàn)室中走了出來，成為一種綜合科研能力的開發(fā)活動。

關(guān)鍵字:智能，CPU，擬人化，人性化

（一）機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組成及工作原理

機(jī)器人一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動裝置、檢測裝置和控制系統(tǒng)等組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)即機(jī)器人本體，其臂部一般采用空間開鏈連桿機(jī)構(gòu)，其中的運(yùn)動副（轉(zhuǎn)動副或移動副）常稱為關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)個(gè)數(shù)通常即為機(jī)器人的自由度數(shù)。

檢測裝置的作用是實(shí)時(shí)檢測機(jī)器人的運(yùn)動及工作情況，根據(jù)需要反饋給控制系統(tǒng)，與設(shè)定信息進(jìn)行比較后，對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，以保證機(jī)器人的動作符合預(yù)定的要求。

控制系統(tǒng)有兩種方式。一種是集中式控制，即機(jī)器人的全部控制由一臺微型計(jì)算機(jī)完成。另一種是分散（級）式控制，即采用多臺微機(jī)來分擔(dān)機(jī)器人的控制。如當(dāng)采用上、下兩級微機(jī)共同完成機(jī)器人的控制時(shí)，主機(jī)常用于負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理、通訊、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)計(jì)算，并向下級微機(jī)發(fā)送指令信息；作為下級從機(jī)，各關(guān)節(jié)分別對應(yīng)一個(gè)CPU，進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算和伺服控制處理，實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動，并向主機(jī)反饋信息。

（二）機(jī)器人的未來發(fā)展

機(jī)器人的研究從一開始就是擬人化的，所以才有機(jī)械手、機(jī)械臂的開發(fā)與制作，也是為了以機(jī)械來代替人去做人力所無法完成的勞作或探險(xiǎn)。但近十幾年來，機(jī)器人的開發(fā)不僅越來越優(yōu)化，而且涵蓋了許多領(lǐng)域，應(yīng)用的范疇十分廣闊。大而言之，用之于太空開發(fā)，月球車，深海探測器，海洋石油開采，航天飛機(jī)機(jī)械臂等，小至微型手術(shù)機(jī)械，生命監(jiān)測儀等。軍事上的用途更是日新月異，從拆彈機(jī)器人、清除機(jī)器人到無人駕駛飛機(jī)、自動化戰(zhàn)車，有人甚至預(yù)測未來戰(zhàn)爭可能如星球大戰(zhàn)一樣，是機(jī)器人的戰(zhàn)爭。至于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、遺傳生物產(chǎn)業(yè)、醫(yī)學(xué)、文化產(chǎn)業(yè)、電訊業(yè)、能源開發(fā)，都將因機(jī)器人的大量登場而出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)革命。英國電訊公司未來學(xué)部門研究員曾因準(zhǔn)確預(yù)測手機(jī)短訊、垃圾郵件及網(wǎng)上搜尋引擎的出現(xiàn)而聞名，在最近公布的科技展望五十年的預(yù)測中，其中就有數(shù)條是關(guān)于機(jī)器人的。未來的機(jī)器人將會朝著三個(gè)方面發(fā)展：

一、與人類的生活更為密切地結(jié)合起來，以為人提供更多服務(wù)作為要素

二十年后，家中掃除、清潔的工作或老人的護(hù)理保健的工作可能全由機(jī)器人取代。美國舊金山的醫(yī)院已開始使用機(jī)器人為病人送藥、配藥的服務(wù)。美國的阿伊機(jī)器人公司的總裁接受媒體采訪時(shí)表示，該公司生產(chǎn)的家用大掃除機(jī)器人產(chǎn)品，2002年只有一百二十萬美元銷售額，到2012年已猛增50倍以上。還有，家居的全自動化，無需駕駛的自動汽車等等，實(shí)在無法一一計(jì)數(shù)或做出估計(jì)。

二、仿生性，生物性的大趨向

以趣味性、生物性來制造機(jī)器狗、貓、魚等動物。譬如日本三菱重工附屬公司Ryomei Engineering研制成功的金色機(jī)械魚“金魚虎”長1公尺，重25公斤，是一只不小的巨魚，能自動暢游于水中，可協(xié)助監(jiān)察橋梁的保安和搜集魚汛的情況，監(jiān)視河水污染等。索尼公司研制的Aibo機(jī)器狗會對主人聲音有情緒反應(yīng)，已能夠模仿喜怒哀樂和恐懼等情緒，將來可出現(xiàn)代替真正導(dǎo)盲犬的機(jī)器狗。另外，電影《侏羅紀(jì)公園》的恐龍機(jī)器人等也是例子。這類仿生性機(jī)器人還被廣泛用于軍事上的偵察救險(xiǎn)、情報(bào)傳送，甚至殺敵于無形的手段上去。美國夏威夷大學(xué)設(shè)有水下機(jī)器人研究中心，已具相當(dāng)規(guī)模。今年八月初俄羅斯迷你潛艇在海底為漁網(wǎng)所纏，困于190米下的深海，就得助于英國的“天蝎”號救援艇之助而脫險(xiǎn)的，“天蝎”號就是海底機(jī)器人。

三、最重要的發(fā)展是人性化

日本舉行的萬國博覽會，被稱為機(jī)器人的大集合之展覽會，有人甚至將之稱作“機(jī)器人萬國博覽會”，從中亦可看出日本的這一產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢及成果。在展場中，接待處、大會清掃工作、警備工作等，多以機(jī)器人的形式出現(xiàn)與取替。博覽會期間還舉辦多項(xiàng)人與機(jī)器人有關(guān)的活動，其中最引人注目的還是人工智能及人性化的機(jī)器人的表演，譬如接待處的一位女性機(jī)器人能聽、說六國語言，而且說話時(shí)眼、嘴皆會動，面部肌肉也有活動。造型奇特有趣的高爾夫球機(jī)器人“坎迪—5”，它內(nèi)置整個(gè)高爾夫球場的3D地形和球會會員的資料，并設(shè)置有全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，能作360度自如旋轉(zhuǎn)，它的系統(tǒng)將愈加精密，并更具人性化，科學(xué)家預(yù)計(jì)在2020年完成其全部制作時(shí)，它可充當(dāng)球童并可從旁給予擊球建議。此外，尚有具“視覺”、“味覺”的機(jī)器人，它的紅外線測定可以對食物及飲品的成份、含量馬上做出判定，譬如將一只蘋果擺在其手臂前，可以打印出該只蘋果的糖份、維生素含量等。最引人注目的是機(jī)器人管樂隊(duì)的演奏，以機(jī)器人演奏真正的樂器，而且隊(duì)形不斷變換，演奏技術(shù)臻于上乘。東京大學(xué)于今年八月公布已開發(fā)出人的仿真性皮膚，可如人一樣感受冷熱、痛楚、溫度反應(yīng)，甚至一些人的皮膚未具有的功能都可以設(shè)定，這對仿造機(jī)器人的生命性又是一大進(jìn)步。凡此種種，不一而足。

在世紀(jì)之交，生物遺傳工程因“克隆人”的出現(xiàn)而引致倫理、法律及道德問題的爭議，“克隆人”能否問世仍然是一個(gè)未知數(shù)，但機(jī)器人的研發(fā)正在取而代之，以越接近人性化為追尋目標(biāo)。因而還為之出現(xiàn)了新的名詞，比如人工智能（簡稱AI），并以下述二個(gè)英文名字用來指人類模樣的機(jī)器人：androids和humanoids。西方的電影導(dǎo)演在談到影視中出現(xiàn)的非常人性化的機(jī)器人時(shí)，更常常使用這些有明確傾向的專用詞： A、變得人性化—humanize B、人性化的—humanized C、人道、仁慈—humanity。

我國的機(jī)器人研發(fā)工作基本上屬于科學(xué)研究的項(xiàng)目，據(jù)說，中國科學(xué)院目前已造出說話時(shí)嘴唇能夠活動、眼睛能轉(zhuǎn)動、具視覺功能的機(jī)器人，其水準(zhǔn)可媲美日本同行其實(shí)，機(jī)器人的制作絕對并非只是液壓機(jī)械與電子產(chǎn)品的混成物，要將機(jī)器人造得越來越有人性化，就要兼及生命醫(yī)學(xué)、傳感、光學(xué)及創(chuàng)造性的文化產(chǎn)業(yè)等方面，比如機(jī)器人的關(guān)節(jié)就需要研究中醫(yī)的經(jīng)絡(luò)學(xué)、生物學(xué)上的神經(jīng)刺激反應(yīng)以及文化產(chǎn)品的某種造型特征（其中很重要的是民族特征的外表）等等。英國的科學(xué)家甚至預(yù)言，到2020年，隨著機(jī)器人愈來愈精密和使用有機(jī)零件制造，它們將會受到“機(jī)器人權(quán)”的保護(hù)。

在美、日、德、法、韓等國，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的開發(fā)正在日受重視，一般采取所謂的“官產(chǎn)學(xué)”形式。“官”即政府的制定政策及傾斜支持，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。據(jù)情報(bào)顯示，日本政府正在調(diào)整全國的產(chǎn)業(yè)制造結(jié)構(gòu)，名古屋中部地區(qū)的未來產(chǎn)業(yè)為新型汽車工業(yè)，以大阪為中心的關(guān)西地方將以機(jī)器人產(chǎn)業(yè)為主，東京地區(qū)以資訊情報(bào)化為中心等等；“產(chǎn)”即產(chǎn)業(yè)界的自我分類的研究與開發(fā)，并將之變成產(chǎn)品，取得經(jīng)濟(jì)效益；“學(xué)”即學(xué)校設(shè)置專門的學(xué)科，教材則與以往不同，非全盤為學(xué)校教授所寫，有一些則由產(chǎn)業(yè)研究所編寫教材，利用電腦技術(shù)介入，反過來向大學(xué)師生出售。而專門出售機(jī)器人制作的教科書、教材及裝配零件、專門雜志等也已成行成市，許多公司改變既有行業(yè)，轉(zhuǎn)而生產(chǎn)為此服務(wù)的產(chǎn)品。那么，這是否將導(dǎo)致一場工業(yè)革命？現(xiàn)在斷言尚為時(shí)過早。但可以預(yù)計(jì)的是，未來20年，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將成為未來新產(chǎn)業(yè)的一個(gè)領(lǐng)先潮流，在現(xiàn)代化的高科技戰(zhàn)爭中，機(jī)器人將發(fā)揮越來越大的戰(zhàn)斗作用，從而減少前線士兵的人命傷亡，并以奇技利器克敵制勝。

總結(jié) ：世界上先進(jìn)的工業(yè)化國家都十分注重機(jī)器人的研究開發(fā)、實(shí)用化及產(chǎn)業(yè)化的動向，投入大量的資金、人力，優(yōu)化環(huán)境及指標(biāo)，特別是重視培養(yǎng)年輕人對此未來科學(xué)的興趣，吸引他們的投入，以形成人材梯隊(duì)，鍛造出新的產(chǎn)業(yè)隊(duì)伍。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，未來的機(jī)器人將更加智能化。機(jī)器人技術(shù)綜合了多學(xué)科的發(fā)展成果，代表了高技術(shù)的發(fā)展前沿，它在人類生活應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大正在引起國際上重新認(rèn)識機(jī)器人技術(shù)的作用和影響。

參考文獻(xiàn)：

1.《人工智能的未來》 陜西科學(xué)技術(shù)出版社

作者：杰夫·霍金斯

2.《人工智能:一種現(xiàn)代的方法》 清華大學(xué)出版社

2006 05

第四篇：機(jī)器人相關(guān)論文

《自動化制造系統(tǒng)》課程結(jié)課論文

工業(yè)機(jī)器人

姓名：柳樹果 班級序號：43 班級：機(jī)自10級2班 學(xué)號：14101901536

Abstract:The application of robot has been more and more widely used and the require is bigger and bigger.Its research and development becomes deeper and deeper.This will improve the effective of society and the quality of production．Also it will make great poverty for the society． 摘要：機(jī)器人的應(yīng)用越來越廣泛，需求越來越大，其技術(shù)研究與發(fā)展越來越深入。這將提高社會生產(chǎn)率與產(chǎn)品質(zhì)量，為社會創(chuàng)造巨大的財(cái)富！

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人技術(shù) 市場需求 技術(shù)應(yīng)用 研究進(jìn)展 發(fā)展趨勢

一、引言

工業(yè)機(jī)器人誕生于20 世紀(jì)60 年代,在20 世紀(jì)90 年代得到迅速發(fā)展,是最先產(chǎn)業(yè)化的機(jī)器人技術(shù)。它是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù),是當(dāng)代研究十分活躍、應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。它的出現(xiàn)是為了適應(yīng)制造業(yè)規(guī)?；a(chǎn),解決單調(diào)、重復(fù)的體力勞動和提高生產(chǎn)質(zhì)量而代替人工作業(yè)。在我國,工業(yè)機(jī)器人的真正使用到現(xiàn)在已經(jīng)接近20 多年了,已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)、引進(jìn)到自主開發(fā)的轉(zhuǎn)變,促進(jìn)了我國制造業(yè)、勘探業(yè)等行業(yè)的發(fā)展。隨著我國改革開放的逐漸深入,國內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將面對越來越大的競爭與沖擊,因此,掌握國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場的實(shí)際情況,把握我國工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)技術(shù)與研究進(jìn)展,顯得十分重要。

二、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展 2.1 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)概念

工業(yè)機(jī)器人一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)三部分組成。

1、執(zhí)行機(jī)構(gòu)

執(zhí)行機(jī)構(gòu)是一種具有和人手臂有相似的動作功能，可在空間抓放物體或執(zhí)行其他操作的機(jī)械裝置，通常包括機(jī)座、手臂、手腕和末端執(zhí)行器。

2、控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)用來控制機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按規(guī)定要求動作，可分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。

3、驅(qū)動系統(tǒng)

驅(qū)動系統(tǒng)是按照控制系統(tǒng)發(fā)出的控制指令將信息放大，驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動的傳動裝置。常用的有氣電、液壓、氣動和機(jī)械等四種驅(qū)動方式。

除此之外，機(jī)器人可以配置多種傳感器（如位置、力、觸覺、視覺等傳感器），用以檢測其運(yùn)動位置和工作狀態(tài)。

2.2 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

《自動化制造系統(tǒng)》課程結(jié)課論文

在普及第一代工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)上，第二代工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)推廣，成為主流安裝機(jī)型，第三代智能機(jī)器人已占有一定比重（占日本1998年安裝臺數(shù)的10%，銷售額的36%）（1）機(jī)械結(jié)構(gòu)： 已關(guān)節(jié)型為主流，80年代發(fā)明的使用于裝配作業(yè)的平面關(guān)節(jié)機(jī)器人約占總量的1/3。90年代初開發(fā)的適應(yīng)于窄小空間、快節(jié)奏、360度全工作空間范圍的垂直關(guān)節(jié)機(jī)器人大量用于焊接和上、下料。應(yīng)3K 和汽車、建筑、橋梁等行業(yè)需求，超大型機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。如焊接樹10米長、10噸以上大構(gòu)件的弧焊機(jī)器人群，采取螞蟻啃骨頭的協(xié)作機(jī)構(gòu)。CAD、CAE 等技術(shù)已普遍用于設(shè)計(jì)，仿真和制造中。

（2）控制技術(shù)：

大多數(shù)采用32位CPU，控制軸數(shù)多達(dá)27軸，NC 技術(shù)、離線編程技術(shù)大量采用。協(xié)調(diào)控制技術(shù)日趨成熟，實(shí)現(xiàn)了多手與變位機(jī)、多機(jī)器人的協(xié)調(diào)控制，正逐步實(shí)現(xiàn)多智能體的協(xié)調(diào)控制。采用基于PC 的開放結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)已成為一股潮流，其成本低、具有標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)功能。（3）驅(qū)動技術(shù)： 1)80年代發(fā)展起來的AC 侍服驅(qū)動已成為主流驅(qū)動技術(shù)用于工業(yè)機(jī)器人中。DD 驅(qū)動技術(shù)則廣泛地用于裝配機(jī)器人中。

2)新一代的侍服電機(jī)與基于微處理器的智能侍服控制器相結(jié)合已由FANUC 等公司開發(fā)并用于工業(yè)機(jī)器人中，在遠(yuǎn)程控制中已采用了分布式智能驅(qū)動新技術(shù)。

（4）應(yīng)用智能化的傳感器：

裝有視覺傳感器的機(jī)器人數(shù)量呈上升趨勢，不少機(jī)器人裝有兩種傳感器，有些機(jī)器人留了多種傳感器接口。（5）通用機(jī)器人編程語言：

在ABB 公司的20多個(gè)小型號產(chǎn)品中，采用了通用?；瘔K語言RAPID。最近美國“機(jī)器人工作空間技術(shù)公司”開發(fā)了Robot Script V.10通用語言，運(yùn)行于該公司的通用機(jī)器人控制器URC 的Win NT/95環(huán)境。該語言易學(xué)醫(yī)用，可用于各種開發(fā)環(huán)境，與大多數(shù)WINDOWS 軟件產(chǎn)品兼容。（6）網(wǎng)絡(luò)通用方式：

大部分機(jī)器人采用了Ether 網(wǎng)絡(luò)通訊方式，占總量的41.3，其它采用RS-232、RA-

422、RS-485等通訊接口。（7）高速、高精度、多功能化：

目前，最快的裝配機(jī)器人最大合成速度為16.5m/s。位置重復(fù)精度為正負(fù)0.01mm。但有一種速度競達(dá)到80m/s；而另一種并連機(jī)構(gòu)的NC 機(jī)器人，其位置重復(fù)精度大1微秒。

（8）集成化與系統(tǒng)化：

當(dāng)今工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的另一特點(diǎn)是應(yīng)用從單機(jī)、單元向系統(tǒng)發(fā)展。百臺以上的機(jī)器人群與微機(jī)及周邊智能設(shè)備和操作人員形成一個(gè)大群體（多智能體）?？鐕蠹瘓F(tuán)的壟斷和全球化的生產(chǎn)將世界眾多廠家的產(chǎn)品連接在一起，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、開放化、網(wǎng)絡(luò)化的“虛擬制造”，為工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)化的發(fā)展推波助瀾。

2.3 工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢

工業(yè)機(jī)器人是機(jī)電一體化的高科技產(chǎn)物，隨著精度機(jī)械技術(shù)、傳感器技術(shù)、微電

《自動化制造系統(tǒng)》課程結(jié)課論文

子及計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展趨勢呈現(xiàn)如下特征：

1)提高工作速度和運(yùn)動精度，減少自身重量和占地面積。

2)加快機(jī)器人部件的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化，將各種功能（回轉(zhuǎn)、伸縮、俯仰、擺動等）機(jī)械模塊與控制模塊、檢測模塊組合成結(jié)構(gòu)和用途不同的機(jī)器人。3)采用新型結(jié)構(gòu)，如微動機(jī)構(gòu)、多關(guān)節(jié)手臂、類人手指、新型行走機(jī)構(gòu)等，以適應(yīng)各種作業(yè)需要。

4)研制各種傳感檢測裝置，如視覺、觸覺、聽覺和測距傳感器等，來獲取有關(guān)工作對象和外部環(huán)境的信息，使其具有模式識別的功能。5)利用人工智能的推理和決策技術(shù)，使機(jī)器人具有問題求解、動作規(guī)劃等功能。21世紀(jì)隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、遺傳算法、仿生技術(shù)、多傳感器集成技術(shù)及納米技術(shù)的崛起，現(xiàn)代機(jī)器人技術(shù)將會發(fā)展到更高的水平。

三、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域

在美洲地區(qū)，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用非常廣泛，其中汽車與汽車零部件制造業(yè)為最主要的應(yīng)用領(lǐng)域，2012年美洲地區(qū)這兩個(gè)行業(yè)對工業(yè)機(jī)器人的需求占總份額的61%。

美洲地區(qū)主要行業(yè)對工業(yè)機(jī)器人需求比例

亞洲方面，工業(yè)機(jī)器人大規(guī)模應(yīng)用的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。汽車行業(yè)的需求量持續(xù)快速增長，食品行業(yè)的需求也有所增加，電子行業(yè)則是工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用快的行業(yè)。工業(yè)機(jī)器人行業(yè)正成為受亞洲政府財(cái)政扶持的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)之一。

我國現(xiàn)有主要生產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人廠家其生產(chǎn)規(guī)模較小，這與當(dāng)前市場需求有較大差距。生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到大批量生產(chǎn)能力，才能提高機(jī)器人的穩(wěn)定性、可靠性及降低成本，才能占領(lǐng)國內(nèi)市場。目前主要生產(chǎn)第一代示教再現(xiàn)型機(jī)器人。隨著建筑施工、石化、食品、核工業(yè)、水下、高空及微加工行業(yè)的需求，將推出一批新機(jī)型，如大負(fù)載、高精度、蛇形的、無人飛行器以及家用、病人護(hù)理、盲人引導(dǎo)犬等。目前正在逐步建立上海、沈陽、北京機(jī)器人及其自動化生產(chǎn)線產(chǎn)業(yè)基地，開

《自動化制造系統(tǒng)》課程結(jié)課論文

發(fā)出一批有市場前景的，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的機(jī)器人及其自動化生產(chǎn)線產(chǎn)品。進(jìn)一步加強(qiáng)與外企合作，引入先進(jìn)技術(shù)及資金使我國成為國際生產(chǎn)機(jī)器人基地，占領(lǐng)國內(nèi)市場，走向世界。

四、總結(jié)

工業(yè)機(jī)器人市場競爭越來越激烈,中國制造業(yè)面臨著與國際接軌、參與國際分工的巨大挑戰(zhàn),加快工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的研究開發(fā)與生產(chǎn)是我們抓住這個(gè)歷史機(jī)遇的主要途徑。因此我國工業(yè)機(jī)器人行業(yè)要認(rèn)識到以下幾點(diǎn)情況:第一,工業(yè)機(jī)器人技術(shù)是我國由制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變的主要手段和途徑,政府要對國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人有更多的政策與經(jīng)濟(jì)支持,參考國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),加大技術(shù)投入與改造;第二,在國家的科技發(fā)展計(jì)劃中,應(yīng)該繼續(xù)對智能機(jī)器人研究開發(fā)與應(yīng)用給予大力支持,形成產(chǎn)品和自動化制造裝備同步協(xié)調(diào)的新局面;第三,部分國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)與國外相當(dāng),企業(yè)采購工業(yè)機(jī)器人時(shí)不要盲目進(jìn)口,應(yīng)該綜合評估,立足國產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

周驥平，機(jī)械制造自動化技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社

第五篇：機(jī)器人導(dǎo)論論文

關(guān)于智能機(jī)器人的學(xué)習(xí)報(bào)告

姓名：XXX

學(xué)號：XXXXXXXXXXXX

專業(yè)：自動化

班級：2012-4

【摘要】人類社會發(fā)展至今，經(jīng)歷了蒸汽機(jī)，電氣，信息3大工業(yè)革命，這三次巨大的變革徹底改變了人類社會的發(fā)展與進(jìn)程。而如今，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展可以視為第四次工業(yè)革命。從世界上第一個(gè)機(jī)器人誕生到現(xiàn)在，機(jī)器人技術(shù)經(jīng)歷了一個(gè)長期而緩慢的發(fā)展過程。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等一系列相關(guān)的飛速發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)也得到了長足的發(fā)展。不僅工業(yè)機(jī)器人水平不斷提高，各種用于非制造業(yè)的先進(jìn)機(jī)器人系統(tǒng)也有了很大的進(jìn)展。機(jī)器人技術(shù)代表了機(jī)電一體化技術(shù)的最高研究成果，涉及機(jī)械工程、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制理論及人工智能等多門學(xué)科，是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展最活躍的領(lǐng)域之一。機(jī)器人的研究、制造和應(yīng)用程度，在一定程度上代表了一個(gè)國家或公司科技水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力。目前，國際上各大公司都在競相研制各類先進(jìn)機(jī)器人，以向世人展示其強(qiáng)大的工業(yè)實(shí)力。

【關(guān)鍵字】分類 結(jié)構(gòu) 硬件組成 研究熱點(diǎn) 發(fā)展趨勢

一、機(jī)器人分類

機(jī)器人按其智能程度可分為一般機(jī)器人和智能機(jī)器人。

一般機(jī)器人是指不具有智能，只具有一般編程能力和操作功能的機(jī)器人。到目前為止，在世界范圍內(nèi)還沒有一個(gè)統(tǒng)一的智能機(jī)器人定義。大多數(shù)專家認(rèn)為智能機(jī)器人至少要具備以下三個(gè)要素：一是感覺要素，用來認(rèn)識周圍環(huán)境狀態(tài)；二是運(yùn) 動要素，對外界做出反應(yīng)性動作；三是思考要素，根據(jù)感覺要素所得到的信息，思考采用什么樣的動作。感覺要素包括能感知視覺、接近、距離的非接觸型傳感器和 能感知力、壓覺、觸覺的接觸型傳感器。這些要素實(shí)質(zhì)上就相當(dāng)于人的眼、鼻、耳等五官，它們的功能可以利用諸如攝像機(jī)、圖像傳感器、超聲波傳感器、激光器、導(dǎo)電橡膠、壓電元件、氣動元件、行程開關(guān)等機(jī)電元器件來實(shí)現(xiàn)。對運(yùn)動要素來說，智能機(jī)器人需要有一個(gè)無軌道型移動機(jī)構(gòu)，以適應(yīng)諸如平地、臺階、墻壁、樓 梯、坡道等不同的地理環(huán)境。它們的功能可以借助輪子、履帶、支腳、吸盤、氣墊等移動機(jī)構(gòu)來完成。在運(yùn)動過程中要對移動機(jī)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，這種控制不僅要包 括位置控制，而且還要有力度控制、位置與力度混合控制及伸縮率控制等。智能機(jī)器人的思考要素是三個(gè)要素中的關(guān)鍵，也是應(yīng)賦予機(jī)器人的必備要素。思考要素包 括判斷、邏輯分析、理解等方面的智力活動。這些智力活動實(shí)質(zhì)上是一個(gè)信息處理過程，而計(jì)算機(jī)則是完成這個(gè)處理過程的主要手段。

智能機(jī)器人根據(jù)智能程度的不同又可分為三種：

(1)傳感型機(jī)器人——具有利用傳感信息(包括視覺、聽覺、觸覺、接近覺、力覺和紅外、超聲及激光等)進(jìn)行傳感信息處理及實(shí)現(xiàn)控制與操作的能力。

(2)交互型機(jī)器人——機(jī)器人通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與操作員或程序員進(jìn)行人-機(jī)對話，實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人的控制與操作。

(3)自主型機(jī)器人——在設(shè)計(jì)制作之后，機(jī)器人無需人的干預(yù)，能夠在各種環(huán)境下自動完成各項(xiàng)擬人任務(wù)。智能機(jī)器人的研究從20世紀(jì)60年代初開始。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前，基于感覺控制的智能機(jī)器人(又稱第二代機(jī)器人)已達(dá)到實(shí)際應(yīng)用階段；基于知識控制的智能機(jī)器人(又稱自主機(jī)器人或下一代機(jī)器人)也取得較大進(jìn)展，已研制出多種樣機(jī)。

二、機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組成

機(jī)器人一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動裝置、檢測裝置和控制系統(tǒng)和復(fù)雜機(jī)械五大部分組成。具體如下：

執(zhí)行機(jī)構(gòu)——即機(jī)器人本體，其機(jī)械臂部分一般采用空間開鏈連桿機(jī)構(gòu)，其中的運(yùn)動副（轉(zhuǎn)動副或移動副）稱為關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)個(gè)數(shù)通常等于機(jī)器人的自由度大小。出于仿生學(xué)擬人化的考慮，常將機(jī)器人本體的有關(guān)部位分別稱為基座、腰部、臂部、腕部、手部（夾持器或末端執(zhí)行器）和行走部（對于移動機(jī)器人）等。

驅(qū)動裝置——驅(qū)使執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)，按照控制系統(tǒng)發(fā)出的指令信號，借助于動力元件使機(jī)器人進(jìn)行一系列動作。它的輸入值是電信號，輸出值是線位移量和角位移量。機(jī)器人使用的驅(qū)動裝置大部分是電力驅(qū)動裝置，當(dāng)然也有采用液壓、氣動等進(jìn)行驅(qū)動的機(jī)器人。

檢測裝置——其作用是在機(jī)器人運(yùn)行實(shí)時(shí)檢測機(jī)器人的運(yùn)動及工作情況，根據(jù)實(shí)際需要反饋給控制系統(tǒng)，與設(shè)定信息進(jìn)行比較后，對執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出調(diào)整指令，以保證機(jī)器人的動作按照預(yù)定的要求進(jìn)行。

控制系統(tǒng)——根據(jù)進(jìn)行方式分類有兩種。一種被稱為集中式控制，即機(jī)器人的全部控制交由一臺計(jì)算機(jī)完成。另一種是分散（級）式控制，即采用多臺計(jì)算機(jī)來分擔(dān)機(jī)器人不同部分的控制。而根據(jù)作業(yè)任務(wù)要求的不同，機(jī)器人的控制方式又可分為點(diǎn)位控制、連續(xù)軌跡控制和力（力矩）控制等。

目前來講，機(jī)器人在工業(yè)應(yīng)用最為廣泛（約占70％到80％），而工業(yè)機(jī)器人中應(yīng)用最廣的是機(jī)械臂，目前一般機(jī)械臂的自由度數(shù)不超過6個(gè)，而有的時(shí)候工廠為了降低制造成本，在滿足一般生產(chǎn)要求動作的情況下，反而適當(dāng)?shù)販p少l到2個(gè)自由度以使效率最大化。從技術(shù)觀點(diǎn)出發(fā)，把機(jī)器人手臂的6個(gè)自由度分成兩部分，即臂部確保3個(gè)自由度，腕部為l到3個(gè)自由度，這樣的分配方法，符合臂部3個(gè)自由度決定它在空間的位置，腕部3個(gè)自由度決定它的姿態(tài)的技術(shù)要求。

機(jī)器人臂部的3個(gè)自由度可以由移動副和轉(zhuǎn)動副以不同形式的組合而成，而這種組合形式不僅決定了機(jī)器人手臂的運(yùn)動坐標(biāo)形式，同時(shí)也決定了機(jī)器人手臂在空間運(yùn)動范圍內(nèi)的不同的形狀。各種坐標(biāo)形式不同的臂部運(yùn)動，即運(yùn)動范圍分為以下四種：直角坐標(biāo)型、圓柱坐標(biāo)型、極坐標(biāo)和關(guān)節(jié)型。

三、機(jī)器人的硬件組成

機(jī)器人系統(tǒng)具有3個(gè)基本部件：機(jī)械手、控制器及動力源。在某些機(jī)器人系統(tǒng)中可以看到第4個(gè)部件，端部執(zhí)行件，有關(guān)這些部件將在下面小節(jié)描述。這些微信息處理器不是8位、16位就是32位的信息處理器。這種功能使控制器的運(yùn)行具有非常好的柔性。

控制器可通過通訊線路發(fā)出電子信號，發(fā)出能與機(jī)械手各軸線進(jìn)行溝通的電信號，機(jī)器人機(jī)械手與控制器之間這種雙向交流可使系統(tǒng)的位置及運(yùn)行維持在不斷修正及更新得狀態(tài)下，控制器還可以控制安裝在機(jī)器人手腕端部的任意工具。

控制器還有與工廠中不同計(jì)算機(jī)開展交流的任務(wù)，這個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)可使機(jī)器人成為計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）系統(tǒng)的一部分。

根據(jù)上述基本定義，機(jī)器人是一臺可再編程序的多功能機(jī)械手。所以，控制器必須包含某種形式的記憶存儲器，以微信息處理器為基礎(chǔ)的系統(tǒng)常與固態(tài)記憶裝置連同運(yùn)行。這些記憶裝置可以是磁泡、隨機(jī)存取記憶裝置、軟塑料磁盤或磁帶。每種記憶存儲裝置均可存儲編程信息以便以后回憶使用。

動力源是向控制器及機(jī)械手供給動力得裝置，有兩類動力供給機(jī)器人系統(tǒng)。一類動力是供控制器運(yùn)行的交流點(diǎn)動力，另一類被用于驅(qū)動機(jī)械手各軸。例如，若機(jī)器人的機(jī)械手由液壓或氣壓裝置控制，則控制信號被發(fā)送到這些裝置才能使機(jī)器人運(yùn)動。

每個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)均需要動力來驅(qū)動機(jī)械手，這種動力既可由液壓動力源、氣壓動力源，也可以由電力動力源提供，這些動力源是機(jī)器人工作單元總的部件及設(shè)備中的一部分。

當(dāng)液壓動力源與及機(jī)器人機(jī)械手底座相連接，液壓源產(chǎn)生液壓流體，這些流體輸送到機(jī)械手各控制元件，于是，使軸繞機(jī)器人底座旋轉(zhuǎn)。

壓力空氣被輸送到機(jī)械手，使軸沿軌道作直線運(yùn)動，也可將這種氣動源連接到鉆床，它可為鉆頭的旋轉(zhuǎn)提供動力。一般情況下，可從工廠得供給站獲取氣動源并做調(diào)整，然后將它輸入機(jī)器人機(jī)械手的軸。

電動機(jī)可以是交流式的，也可以是直流式的?？刂破靼l(fā)出的脈沖信號被發(fā)送到機(jī)械手得電機(jī)。這些脈沖為電機(jī)提供必要的指令信息以使機(jī)械手在機(jī)器人底座上旋轉(zhuǎn)。

用于機(jī)械手軸的三種動力系統(tǒng)任一種均需要使用反饋監(jiān)督系統(tǒng)，這種系統(tǒng)會不斷地將每個(gè)軸位置數(shù)據(jù)反饋給控制器。

每種機(jī)器人系統(tǒng)不僅需要動力來開動機(jī)械手的軸，還需要動力來驅(qū)動控制器，這種動力可由制造環(huán)境的動力源提供。

在大部分機(jī)器人應(yīng)用的場合見到的端部執(zhí)行件均是機(jī)械手手腕法蘭相連接的一個(gè)裝置，端部執(zhí)行件可應(yīng)用于生產(chǎn)領(lǐng)域中許多不同場合，例如，它可用于撿起零件，用于焊接，或用于噴漆，端部執(zhí)行件為機(jī)器人系統(tǒng)提供了機(jī)器人運(yùn)行時(shí)必須的柔性。

通常所設(shè)計(jì)得端部執(zhí)行件可滿足機(jī)器人用戶的需要。這些部件可由機(jī)器人制造商或機(jī)器人系統(tǒng)的物主制造。

端部執(zhí)行件事機(jī)器人系統(tǒng)中唯一可將一種工作變成另一種工作的部件，例如，即日起可與噴水割機(jī)相連，它在汽車生產(chǎn)線上被用于切割板邊。也可要求機(jī)器人將零件安放到磁盤中，在這簡單的過程中，改變了機(jī)器人端部執(zhí)行件，該機(jī)器人就可以用于其它應(yīng)用場合，端部執(zhí)行件得變更以及機(jī)器人的再編程序可使該系統(tǒng)具有很高的柔性。機(jī)器人技術(shù)最經(jīng)常使用的傳感器分為接觸式的與非接觸式的。接觸式傳感器可以進(jìn)一步分為觸覺傳感器、力和扭矩傳感器。觸覺或接觸傳感器可以測出受動器端與其他物體間的實(shí)際接觸，微型開關(guān)就是一個(gè)簡單的觸覺傳感器，當(dāng)機(jī)器人得受動氣端與其他物體接觸時(shí)，傳感器是機(jī)器人停止工作，避免物體間的碰撞，告訴機(jī)器人已到達(dá)目標(biāo)；或者在檢測時(shí)用來測量物體尺寸。力和扭矩傳感器位于機(jī)器人得抓手與手腕的最后一個(gè)關(guān)節(jié)之間，或者放在機(jī)械手得承載部件上，測量反力與力矩。力和扭矩傳感器有壓電傳感器和裝在柔性部件上的應(yīng)變儀等。

非接觸傳感器包括接近傳感器、視覺傳感器、聲敏元件及范圍探測器等。接近傳感器和標(biāo)示傳感器附近的物體。例如，可以用渦流傳感器精確地保持與鋼板之間的固定的距離。最簡單的機(jī)器人接近傳感器包括一個(gè)發(fā)光二極管發(fā)射機(jī)和一個(gè)光敏二極管接收器，接收反射面移近時(shí)的反射光線，這種傳感器的主要缺點(diǎn)是移近物對光線的反射率會影響接收信號。其他得接近傳感器使用的是與電容和電感相關(guān)的原理。

傳感器有靜態(tài)探測與閉環(huán)探測兩種使用方法。當(dāng)機(jī)器人系統(tǒng)的探測和操作動作交替進(jìn)行時(shí)，通常就要使用傳感器，也就是說探測時(shí)機(jī)器人不操作，操作時(shí)與傳感器無關(guān)，這種方法被稱為靜態(tài)探測，使用這種方法，視覺傳感器先尋找被捕捉物體的位置與方向，然后機(jī)器人徑直朝那個(gè)地點(diǎn)移動。

相反，閉式探測的機(jī)器人在操作運(yùn)動中，始終受傳感器的控制，多數(shù)視覺傳感器都采用閉環(huán)模式，它們隨時(shí)監(jiān)測機(jī)器人的實(shí)際位置與理想位置間的偏差，并驅(qū)動機(jī)器人修正這一偏差。在閉環(huán)探測中，即使物體在運(yùn)動，例如在傳送帶上，機(jī)器人也能抓住它并把它送到預(yù)定位置。

為使機(jī)器人完成各種任務(wù)和動作所執(zhí)行的各種控制手段。作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)包括范圍十分廣泛，從機(jī)器人智能、任務(wù)描述到運(yùn)動控制和伺服控制等技術(shù)。既包括實(shí)現(xiàn)控制所需的各種硬件系統(tǒng)，又包括各種軟件系統(tǒng)。最早的機(jī)器人采用順序控制方式，隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，機(jī)器人采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來綜合實(shí)現(xiàn)機(jī)電裝置的功能，并采用示教再現(xiàn)的控制方式。隨著信息技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，以及機(jī)器人應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，機(jī)器人控制技術(shù)正朝著智能化的方向發(fā)展，出現(xiàn)了離線編程、任務(wù)級語言、多傳感器信息融合、智能行為控制等新技術(shù)。多種技術(shù)的發(fā)展將促進(jìn)智能機(jī)器人的實(shí)現(xiàn)。

四、機(jī)器人的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢

機(jī)器人技術(shù)雖然已經(jīng)取得了很大的發(fā)展，但是在很多方面還是有待完善。目前機(jī)器人技術(shù)的研究方向有如下幾類：

機(jī)器人機(jī)構(gòu)技術(shù)——目前研究重點(diǎn)是機(jī)器人新的結(jié)構(gòu)、功能及可實(shí)現(xiàn)性，其目的是使機(jī)器功能更強(qiáng)、柔性更大、滿足不同目的的需求，同時(shí)研究機(jī)器人一些新的設(shè)計(jì)方法，探索新的高強(qiáng)度輕質(zhì)材料，進(jìn)一步提高負(fù)載自重比，并且機(jī)器人機(jī)構(gòu)向著模塊化、可重構(gòu)方向發(fā)展。

機(jī)器人控制技術(shù)——目前重點(diǎn)研究開放式、模塊化控制系統(tǒng)，努力使人機(jī)界面更加友好，使機(jī)器人操作系統(tǒng)具有良好的語言及圖形編輯界面，同時(shí)機(jī)器人的控制器的標(biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)化以及基于PC機(jī)網(wǎng)絡(luò)式控制器也成為研究熱點(diǎn)。

數(shù)字伺服驅(qū)動技術(shù)——目前正研究利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，探索高效的控制驅(qū)動算法，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和控制精度。同時(shí)利用現(xiàn)場總線（FILDBUS）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)分布式控制。

多傳感系統(tǒng)技術(shù)——目前研究熱點(diǎn)集中在有效可行的（特別是在非線性及非平穩(wěn)非正態(tài)分布的情形下）多傳感器融合算法，以及解決傳感系統(tǒng)的實(shí)用化問題。

機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)——機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)主要包括機(jī)器人工作環(huán)境的優(yōu)化設(shè)計(jì)和智能作業(yè)。優(yōu)化設(shè)計(jì)主要利用各種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)手段，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的動態(tài)分析和仿真，提高設(shè)計(jì)效率和優(yōu)化；智能作業(yè)則是利用傳感器技術(shù)和控制方法，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人作業(yè)的高度柔性和對環(huán)境的適應(yīng)性，同時(shí)降低操作人員參與的復(fù)雜性。目前用于實(shí)踐的機(jī)器人作業(yè)主要靠人的參與實(shí)現(xiàn)示教，缺乏自我學(xué)習(xí)和自我完善的能力。這方面的研究工作剛剛開始。

機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)——網(wǎng)絡(luò)化使機(jī)器人由獨(dú)立的系統(tǒng)向群體系統(tǒng)發(fā)展，使遠(yuǎn)距離操作監(jiān)控、維護(hù)及遙控腦型工廠成為可能，這是機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的一個(gè)里程碑。目前，機(jī)器人僅僅實(shí)現(xiàn)了簡單的網(wǎng)絡(luò)通訊和控制，網(wǎng)絡(luò)化機(jī)器人是目前機(jī)器人研究中的熱點(diǎn)之一。

機(jī)器人靈巧化和智能化發(fā)展——機(jī)器人結(jié)構(gòu)越來越靈巧，控制系統(tǒng)愈來愈小，其智能也越來越高，并正朝著一體化方向發(fā)展。

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