基于RRT及其改进型的路径规划算法报告摘要：本设计学习并分析了基本RRT路径规划的原理，并通过参考资料及自己分析，提出了一种改进的RRT路径规划算法。为了验证改进型RRT算法的正确性以及合理性。最后在VS2010开发环境下用C++编写了两种RRT算法的程序代码及演示界面。通过一定量的实验得到了大量数据。经过数据分析，验证了改进型RRT是正确的，并且在不破坏基本RRT算法的随机性的前提下，有效的将随机性和目的性结合起来，提高了RRT算法的效率和路径的质量。
关键词：机器人路径规划快速扩展随机树(RRT) 随机性与目的性
一.引言
路径规划是智能机器人研究领域的一个重要方向，主要解决在有障碍的环境中，机器人如何自主寻找一条从给定起点到终点适当的运动路径，使其能在运动过程中安全、无碰地绕过障碍物。传统的路径规划有多边形拟合法、遗传算法、栅格法、人工势能法等。但这些方法都需要在一个确定性空间内对障碍物进行确定的建模和描述，计算复杂度与机器人自由度呈指数关系，不适合于解决多自由度机器人在复杂环境中的规划[3]。
最近十几年来，基于随机采样的路径规划算法渐渐增多，该类算法可以适用于不确定环境的高维空间。快速扩展随机树(Rapidly-Exploring Random Tree，RRT)算法，是由S．M．LaValle于1998年提出。RRT是一种基于随机采样的单查询运动规划方法。该方法特点是能够实现随机采样点，把搜索导向空白区域，从而寻找到一条从起始点到目标点的规划路径，适合于解决多自由度机器人在复杂环境下和变化场景中的运动规划。
二.RRT算法原理介绍
快速扩展随机树算法是一种高效的数据结构和算法，该算法适用于解决未知环境下的完整性规划、以及涉及动力运动学约束的非完整性规划。
RRT算法是一种随机算法，不需要特定的启发式函数的帮助。在随机树扩展时，每次产生一个随机点，由于随机点产生的随机性，可以引导随机树向着空间中的任意一个方向生长，从而该算法对未知空间有着强烈的搜索倾向。最终，随机树经过有限次的生长，将覆盖整个区域。这是RRT算法的一个非常显著的优点。这种特殊的扩展方式能够渐渐的较少树节点与目标点之间的距离，并最终
能够使树延伸到目标点。
在每次规划中，RRT选取状态空间中的起始点作为根节点，通过随机采样，逐渐增加叶节点，生成一个随机扩展树。当随机树的叶节点中包含了目标点或目标区域中的点，便停止生长，并从目标点或目标区域开始逆向查找可以找到从目标点到起始点的连通路径，即为需要的路线。基本RRT的运行过程如图1所示：
临近节点
图1.快速扩展随机树的扩展过程示意图
三.一种改进型的RRT算法
机器人RRT路径规划的核心思想是利用概率论中的随机性，使机器人通过RRT算法，能够探索所有的自由空间。这是RRT相对于其他路径规划方式的最显著优点。但是这一优点同时也带来了缺点，即扩展方式过于平均，路径的质量不高。这是由于随机性带来的。
如果能在不破坏随机性，即RRT的概率完整性的前提下，将目的性或者方向性引入到RRT算法中，使RRT的随机性与目的性达到一个协调统一，那么将能够在一定程度上克服基本RRT扩展方式过于平均，路径的质量不高的缺点。目前国内外有关学者，针对RRT的缺点提出了各种改进型的RRT算法。其中有，根据A *搜索算法中寻找最短路径的思想，在构建扩展树时引入了启发式估价函数。这种方法确实可以有效地提高路径质量，但是却带了个很大的计算量。
本文中，在研究了RRT算法的思想，以及参考其他各种改进型RRT的基础上，也提出了一种改进型的RRT算法。即在产生随机点Qrand之后，判断随机点Qrand与目标点Qtarget之间的距离。如果随机点Qrand落在Qend的一个圆形邻域中（|Qrand-Qend|<=d，d为一个根据机器人所处的环境设置的一个判断值），那么就用目标点Qend代替随机点Qrand，否则不做替换。公式如下：Qrand=Qend 当|Qrand-Qend|<=d
Qrand=Qrand 当|Qrand-Qend|>d
其中d为一个根据机器人所处的环境设置的一个判断值
这种改进不会破坏基本RRT的概率完整性，并且使RRT带有了偏向目标方向扩展的趋势，即实现了RRT随机性与目的性的协调，并且不会增加算法的运算量。通过实验调试验证，这种方式确实可以提高路径的质量，以及RRT算法的速度。也就是说新的改进算法继承了基本RRT算法的全部优点，同时，收敛速度快。具体分析见第五部分，程序调试。
四.本设计中的构思，算法实现，程序介绍
4.1构思
本设计中，选取二维平面作为机器人的运动环境。即在二维平面下进行RRT 算法设计，将机器人看做二维平面上的一个点。机器人的运动是连续的。
用C++语言实现算法，在VS2010集成开发环境下运行调试程序。
在演示软件中，将机器人所处的环境大小设置为600*400。机器人的起始位置用一个半径为30的大圆的圆心表示。目标点用一个半径为20的圆的圆心表示。并且为了程序设计的方便，障碍物设计成一个个的圆形区域，半径为10。如果需要的话，可以将多个圆形区域连在一起构成大的障碍物。
程序的设计主要包括两个方面：
1.RRT及改进型RRT程序设计。
2.演示界面设计。
4.2算法实现
4.2.1基本RRT算法流程
Build-RRT(Qinit，Qend )
1 T.init(Qinit)；
2 for i= 1 to K do
3 if(Extend-Tree(T )= Reached)then
4 return Path(Qinit，Qend )；
5 return Failure；
Extend_Tree(T)
1 Qrand=Random - Configuration()；
2 Qnear= Nearest-Neighbor(T，Qrand)；
3 Qnew =New- Configuration(Qrand，Qnear)
4 if Qnew ≠Null then
5 T.add-node(Qnew)
6 T.add-edge(Qnew )；
7 if |Qnew-Qend| 8 return Reached； 9 else 10 return Advanced； 11 else 12 return Trapped； 其中：函数Extend-Tree( )是表示扩展树的叶节点，它有3个返回值，Trapped 代表没有找到新的叶节点，Advanced代表找到新的叶节点，Reached代表到达目标节点。当扩展树到达目标节点后，返回找到的路径Path(Qinit，Qend )。在Extend-Tree( )中，函数Random-Configuration()表示随机选取采样点Qrand；函数Nearest-Neighbor(T，Qrand)表示在扩展树中寻找距Qrand 最近的叶节点Qnear ；函数New- Configuration(Qrand，Qnear)完成从Qnear到Qrand的方向上以固定的步长L计算出新的叶节点，计算公式为： Qnew=Qnear+L*（Qrand-Qnear）/|Qrand-Qnew| 其中在本程序中L=5； 基本RRT流程图如图2（在下一页）所示； 4.2.2改进型RRT算法流程 改进型RRT算法和基本RRT算法总体上是一样的。唯一不同的一点是在产生了随机点之后，判断随机点Qrand与Qend之间的距离，如果它们之间的距离小于一个给定的值d（d为一个根据机器人所处的环境设置的一个判断值，在程序调试过程中，d=30，可以根据具体情况设定）。以下仅给出改进的那部分流程 图，其他同基本RRT 图3 改进型RRT算法流程图(仅仅是改进部分的) 图2 基本RRT算法流程图 4.3程序介绍 1. 定义存储随机树每个节点的结构体为： struct Treestr{double x,y;int prtpos; }; 其中x和y是树上节点的坐标，因为地图是连续的，所以定义成double型，prtpos为当前节点的父节点在randomTree中的编号。 2. 定义存储随机树的数据为：vector 因为树的大小是未知的，所以定义成vector。 3. 定义存储路径每个节点的结构体： struct pos{double x,y;pos(){x=-20,y-20;}} 4. 定义存储路径的数据为：vector 5. 各功能函数如下： 基本RRT路径规划：randTree_build() 改进型RRT路径规划：OPT_randTree_build() 测距函数：double getDis(pos a,pos b) 产生随机点的函数：pos Random_Configuration() 寻找新点的函数：pos New_Configuration(pos randPos,pos nearPos ) 其他功能模块都包含在OPT_randTree_build()和randTree_build()函数中，不在具体说明。 6. 在程序中设置每次路径生成节点大小的上线为10000.超过之后程序结束。如 果没有找到路径，可以再找一次。通过多次实验发现，在本环境下，一般在5000次以内都可以找到路径。 五.程序调试分析 5.1程序调试过程中有错误的程序介绍 由于在对随机数数组排序时，程序设计有一点错误，产生了下图错误，经过调试发现并改正了错误。 图4 错误程序示例图 5.2演示界面介绍 以图7为例。 其中在环境设置一栏，有三个选项，分别在演示区域放置起点，终点，和障碍物。 有四个按钮，分别为rrt路径规划对应基本RRT，改进型rrt路径对应改进型RRT，只显示路径对应基本RRT使只显示最终生成的路径而不显示树。关闭对应关闭演示界面。 输出栏显示随机树生成的结果。在上边的空白区域为演示区。 注意：由于没有设置清除按钮，如果在执行了一次路径规划后，如果需要在执行一次，需要重新选择起点。 5.3两种树的展示 下面分别是在无障碍物的情况下生成的随机树。 其中，图5是基本RRT无障碍物时生成的随机树，图6是改进型RRT无障碍物时生成的随机树。从两幅图中可以看出改进型RRT明显优于基本型。 图5 基本RRT无障碍物时生成的随机树 图6 改进型RRT无障碍物时生成的随机树 5.4数据分析 由于一次的路径搜索具有随机性，下面将在相同复杂的环境下分别用基本RRT和改进型RRT进行20次路径规划。 在相同环境下实验的随机树如图7和8所示。 通过实验测试得到的数据如下表格所示： 表一基本RRT数据 表二改进型RRT数据 表三数据比较 图7 相同环境下基本RRT生成的随机树实例 图8 相同环境下改进型RRT生成的随机树实例 通过数据比较，以及随机树的示例图7和8可以看出改进型RRT在减小随机树方面有明显的优势，并能较好的减小路径，找到更短的路径，而不会增加计算量。即验证了前面提出的RRT改进思想是正确的。 这种改进不会破坏基本RRT的概率完整性，并且使RRT带有了偏向目标方向扩展的趋势，即实现了RRT随机性与目的性的协调，并且不会增加算法的运算量。通过实验调试验证，这种方式确实可以提高路径的质量，以及RRT算法的速度。也就是说新的改进算法继承了基本RRT算法的全部优点，同时，收敛 速度快。 六.总结及展望 1.由于存储树节点的数组vector 较复杂，给整个随机树的最后排序显示带来了一定的困难。花费了较多 的时间来解决这个问题。后来发现通过指针数据结构，可以有效解决这 个问题，提高程序的执行效率。 2.通过自己编写RRT算法，程序，以及程序调试。进一步加深了对机器人 RRT路径规划算法思想的理解。这种算法的优势在于，由于每一步探索 的方向是随机的，可以指向自由空间的任意一点。所以随机树可以扩展 到自由空间中的任何一个小的区域，可以说能够遍历整个自由空间。所 以这种路径搜索方式特别适合机器人在未知的复杂环境下进行路径规 划。并且从某种角度说，在调试程序，解决程序中的错误时，如果把错 误看做目标点的话，也在使用这种方式，即随机性与目的性的统一。 3.在复杂程序调试过程中，如果感觉算法和程序整体上是对的，而运行的 结果却和期望的有一定差距，可以写一些功能相似而相对简单的程序段 代替复杂程序段，从而使程序调试更容易些，从而能更快的发现错误的 那个点。 4.在程序调试过程中，要感谢同学在C++语言方面给与的帮助。 5.可以大胆提出自己的想法，并通过实验来验证想法的正确性。 参考文献 https://www.doczj.com/doc/9b16032963.html,Valle S M．Planain~Algorithms[M】．Cambridge Press，2006． 2.王滨，金明河.基于启发式的快速扩展随机树路径规划算法【A】.机械制造， 2007.12,第45卷，第520期：1-4. 3.唐振民，赵春霞．地面自主机动平台的局部路径规划【J】．机器人，2001， 23(7)：742—745． 4．Slegwart，I．R．Nourbakhsh．自主移动机器人导论[M]．2006，西安交通大学出版社． 5. 康亮．自主移动机器人运动规划的若干算法研究[D]．2009． 编号： 目录 摘要 (3) 1引言 (3) 2工业机器人技术现状与发展 (3) 2.1工业机器人技术概念 (3) 2.2工业机器人技术发展现状 (3) 2.3技术发展趋势 (5) 3外工业机器人现状 (5) 4国内工业机器人现状 (6) 5工业机器人市场现状 (8) 5.1工业机器人的需求情况 (8) 5.2工业机器人的销售情况 (8) 5.3国内工业机器人的市场特征 (9) 6工业机器人产业未来发展 (9) 7结语 (10) 参考文献 (11) 摘要：机器人的应用越来越广泛，需求越来越大，其技术研究与发展越来越深入。这将提高社会生产率与产品质量，为社会创造巨大的财富！ Abstrent：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． 关键词：工业机器人技术、市场需求、技术应用、研究进展、发展趋势 一、引言 工业机器人诞生于20世纪60年代,在20世纪90年代得到迅速发展,是最先产业化的机器人技术。它是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术,是当代研究十分活跃、应用日益广泛的领域。它的出现是为了适应制造业规模化生产,解决单调、重复的体力劳动和提高生产质量而代替人工作业。在我国,工业机器人的真正使用到现在已经接近20多年了,已经基本实现了试验、引进到自主开发的转变,促进了我国制造业、勘探业等行业的发展。随着我国改革开放的逐渐深入,国内的工业机器人产业将面对越来越大的竞争与冲击,因此,掌握国内工业机器人市场的实际情况,把握我国工业机器人的相关技术与研究进展,显得十分重要。 二、工业机器人技术现状与发展 2.1工业机器人技术概念 工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。 机器人技术基础课程论文 一、论文目的： 本论文为《机器人技术基础》课程的考核环节，通过书写论文巩固课堂教学过程中所讲授的知识内容，了解机器人技术的发展与应用。 二、论文选题： 论文题目为自选，以介绍机器人技术关键技术发展与展望或机器人技术的应用与展望为主要内容。（只选一个方面） 三、论文内容： 1、机器人技术关键技术发展与展望，介绍现代机器人技术中的某项关键技术，描述其所能完成功能、技术发展历程、发展现状、发展展望。 2、机器人技术的应用与展望，介绍机器人技术在某领域的应用，描述应用领域的工作特点或功能要求、机器人技术应用的发展历程、发展现状、发展展望。 要求要有必要的图表说明。 四、论文要求： 1．时间： 论文上交日期为2009年11月29日。 2．字数要求： 字数不少于3000字。 3．提交文件： 同时提交打印稿和电子稿件。 五、论文格式： 新疆农业大学 课程论文 题目: 课程: 姓名: 专业: 班级: 学号: 指导教师: 王晓暄职称: 讲师 2010 年月日 题目（3号黑体） 作者及指导教师（小四宋体） 摘要：××××××××××××××××××（200—300字，小四宋体）×××××××××××××××××……… 关键词：×××；××××；×××××；×××（3-5个，小四宋体） Title（3号Times New Romar） Name（小四Times New Romar） Abstract：××××××（小四Times New Romar，200—300个实词）×××××××××××××……… Key words:×××；××××；×××××；×××（3-5个，小四Times New Romar） 前言（引言）：×××××（标题用小四号黑体，其它文字用小四宋体）××××××××××××××××××……… 正文：×××××（标题用小四号黑体，其它文字用小四宋体）××××××××××××××××××××××……… 结论：××××××（小四宋体）××××××××××××××××××××××××××××××××××××……… 参考文献： [1] 作者姓名，作者姓名.参考文献题目. 期刊或杂志等名称，年份，卷数（期数）:起始页号～终止页号. [2] 刘凡丰. 美国研究型大学本科教育改革透视[J] . 高等教育研究，2003，24(1):24～27. [4] 作者姓名. 书名. 地址：出版社，年份. [4] ×××（五号宋体，10篇以上；其中外文文献至少1篇,五号Times New Romar）××××××××××……… （说明：以上所有红色、蓝色文字仅供参考，学生在写作论文时请保留字体、字号，改写或删除掉文字，黑色文字请保留。每一页的上方(天头)和左侧(订口)分别留边25mm，下方(地脚)和右侧(切口)应分别留边20mm，页眉和页脚为0。论文题目使用黑体三号字，小标题使用黑体小四号字，正文使用宋体小四号字；首行缩进2个字符，行距为单倍行距，段前段后为0.5行，字符间距为标准。 机器人技术 学号： ： 班级：机械工程 二〇一七年六月 获奖证书是通过学习机器人技术，制作十自由度机器人在2017中国工程机器人大赛暨国际公开赛上获得的，我很庆幸能够选《机器人技术》这门课，这门课使我对机器人有了一个更加清晰的认识，同时也激起了我对此方面的研究的兴趣。之前就对机器人颇感兴趣，并对此进行了深入的了解，通过这门课，我认识到，机器人作为这些学科的交叉产物，是个综合应用这些知识的最好的平台。通过这门课，我们制作的十自由度机器人，参加了2017中国工程机器人大赛暨国际公开赛（RoboWork），竞技体操项目，获得理想的成绩，在这个过程中我也从新认识了机器人制作的艰辛和困难性，使我认识到之前对此不以为然，眼高手低态度得幼稚。同时也教育我，任何一个项目本身所呈现的问题只是完成该项目所需工作的冰山一角，做任何事，都必须以谦恭，认真的态度对待。同时也是我懂得了，再将事情坐完之前不可轻易对此做出评价。 竞技体操机器人 摘要 体操机器人是仿人型机器人里的一种，也是研究仿人型机器人的基础。体操机器人 不仅能够提高我们的动手能力和实践能力，还能增强我们的创新意识和创新实践能力， 锻炼我们的综合素质，让我们更热衷于科学技术的研究。本体操机器人以十自由度为基 础，能够完成摆手、滚翻、俯卧撑、侧翻、倒立等多项高难度动作。它具有多自由度并集成了现代化控制技术、人机交换技术等机电一体化技术。目前体操机器人主要用来供人们娱乐欣赏使用，它在人们的生活扮演着越来越重要的角色。 此次设计的体操机器人主要由机械结构和控制系统组成，首先机械结构设计，根据制作材料、舵机型号初步设计出体操机器人的机械外形，然后在SolidWorks下对机器人进行虚拟三维建模，对存在的问题进行修改。最后对其进行运动学仿真和运动学分析。检查是否能够完成指定的动作，对速度、加速度、位置能问题进行分析。再次是控制系统设计。控制系统的硬件以飞思卡尔公司的MK60DN512ZVLQ10芯片为核心，在Altiu m Designer Winter 09软件中开始设计体操机器人的控制电路。经过系统调试，通过上位机软件实现对机器人的控制。采用嵌入式C语言，设计和调试程序，最终使机器人能过自主完成体操动作。此次比赛的创新之处在于不仅能够完成指定动作，还能完成打排球能高难度动作。 关键词：体操机器人；舵机；十自由度；SolidWorks；Altium Designer 关于智能机器人的学习报告 姓名：XXX 学号：XXXXXXXXXXXX 专业：自动化 班级：2012-4 【摘要】人类社会发展至今，经历了蒸汽机，电气，信息3大工业革命，这三次巨大的变革彻底改变了人类社会的发展与进程。而如今，机器人技术的发展可以视为第四次工业革命。从世界上第一个机器人诞生到现在，机器人技术经历了一个长期而缓慢的发展过程。随着计算机技术、微电子技术、网络技术等一系列相关的飞速发展，机器人技术也得到了长足的发展。不仅工业机器人水平不断提高，各种用于非制造业的先进机器人系统也有了很大的进展。机器人技术代表了机电一体化技术的最高研究成果，涉及机械工程、电子技术、计算机技术、自动控制理论及人工智能等多门学科，是当代科学技术发展最活跃的领域之一。机器人的研究、制造和应用程度，在一定程度上代表了一个国家或公司科技水平和经济实力。目前，国际上各大公司都在竞相研制各类先进机器人，以向世人展示其强大的工业实力。 【关键字】分类结构硬件组成研究热点发展趋势 一、机器人分类 机器人按其智能程度可分为一般机器人和智能机器人。 一般机器人是指不具有智能，只具有一般编程能力和操作功能的机器人。到目前为止，在世界范围内还没有一个统一的智能机器人定义。大多数专家认为智能机器人至少要具备以下三个要素：一是感觉要素，用来认识周围环境状态；二是运动要素，对外界做出反应性动作；三是思考要素，根据感觉要素所得到的信息，思考采用什么样的动作。感觉要素包括能感知视觉、接近、距离的非接触型传感器和能感知力、压觉、触觉的接触型传感器。这些要素实质上就相当于人的眼、鼻、耳等五官，它们的功能可以利用诸如摄像机、图像传感器、超声波传感器、激光器、导电橡胶、压电元件、气动元件、行程开关等机电元器件来实现。对运动要素来说，智能机器人需要有一个无轨道型移动机构，以适应诸如平地、台阶、墙壁、楼梯、坡道等不同的地理环境。它们的功能可以借助轮子、履带、支脚、吸盘、气垫等移动机构来完成。在运动过程中要对移动机构进行实时控制，这种控制不仅要包括位置控制，而且还要有力度控制、位置与力度混合控制及伸缩率控制等。智能机器人的思考要素是三个要素中的关键，也是应赋予机器人的必备要素。思考要素包括判断、逻辑分析、理解等方面的智力活动。 《机器人应用技术》课程作品 设计说明书 作品名称：多功能机械手 专业：机电一体化技术 班级：机电124班 2014 年10 月1 日 目录 一课题概述 (2) 1、选题背景 (2) 2、发展现状和趋势 (3) 3、研究调研 (4) 二机械手组成及工作过程 (6) 1、整体结构分析 (6) 2、所需器材 (6) 3、底座部分 (8) 4、躯干部分 (9) 5、上臂部分 (10) 6、手爪部分 (11) 7、机械手系统的总调试 (12) 三软件部分 (13) 1、机械手软件编制流程图 (13) 2、机械手运行控制程序图 (14) 四设计体会 (15) 一课题概述 1、选题背景 随着我国经济的高速发展，各种电子产品和各种创新机械结构的出现，工业机器人的作用在装配制造业产业中的地位更加重要了。另一方面随着人们生活水平的提高传统制造产业劳动力生产成本进一步提高，这也使企业意识到用高速准确的机械自动化生产代替传统人工操作的重要性。其中机械手是其发展过程中的重要产物之一，它不仅提高了劳动生产的效率，还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，可以说是一举两得。在机械行业中，机械手越来越广泛的得到应用，它可用于零部件的组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。但目前我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国机械行业自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计具有重要意义。 在这样一个大的背景下结合自己的专业机电一体化，我们选择多功能机械手来作为我们的设计题目。结合专业特点使用德国慧鱼机器人教学模型作为我们实现这一课题的元件。利用慧鱼模型的各种机械结构组装出机械手的机械部分，用pc编程实现对机械手的自动控制， 《机器人技术基础》课程论文 院(系)别 专业 班级 学号 姓名 二○一三年六月 摘要 从世界上第一个机器人诞生到现在，机器人技术经历了一个长期而缓慢的发展过程。随着计算机技术、微电子技术、网络技术等一系列相关的飞速发展，机器人技术也得到了长足的发展。广泛的应用于工业、军用、水下、空间、服务、农业、仿人机器人等各个领域， 不仅工业机器人水平不断提高，各种用于非制造业的先进机器人系统也有了很大的进展，在工程机械也越来越发挥更加重要的作用。智能机器人在人类的生活和工业生产中将会发挥很大的作用，解放很大一部分的劳动力，使得人们可以更好的完成既定的工作，完成人无法完成的高风险的任务，从而更好的服务与人类。 关键词：机器人技术，发展，应用 Abstract The world's first robot from birth to the present, robotics technology has undergone a long and slow process of development. With computer technology, microelectronic technology, network technology, the rapid development of a series of related, robotics technology has also been considerable development. Widely used in industrial, military, underwater, space, services, agriculture, and other fields humanoid robot, Not only raise the level of industrial robots, all for non-manufacturing robot system has been greatly advanced the progress in the construction machinery also play an increasingly more important role. Intelligent robots in human life and industrial production will play a big role in the liberation of a large part of the labor force, so that people can better accomplish our tasks, the completion of the high-risk people can not complete the task, in order to better services and human. Key words：Robotics , Developing , Application 《工业机器人》课程论文 题目： 目录 一：摘要--------1 二：关键词---------1 三：引言--------1 四：工业机器人发展历程--------1 五：机器人分类--------6 六：机器人基本应用及技术参数-------6 七：工业机器人前景展望--------8 八：工业机器人的技术探索---------10 工业机器人的认识与分析 -《工业机器人》结课论文摘要：通过近一个学期的《工业机器人》的课程学习，在老师的讲解和自己课下的学习过程中，我对机器人技术尤其是工业机器人有了较为深刻的认识。我掌握了工业机器人基本的发展历程，并了解了机器人的分类和不同场合的性能要求。对于机器人技术有了自己的理解和认识。并认识到我们的机器人技术还有着极为漫长的道路要走，还需要更加深入的技术探索与研发。 关键词：工业机器人，发展历程，分类，展望，技术探索，基本知识。 引言：在接触《机器人技术》这门课程之前，对于机器人的理解仅仅局限在动漫和电影里机器人大战的场面，更现实一些的也是新闻中能有动作的人形机器人。可是一个学期的机器人技术学习让我意识到了机器人不仅仅是科幻中的威武，更融入了生活中的方方面面，与我们的生活息息相关。它的技术发展，实际上契合了我们社会的科学技术的进步史。 工业机器人发展历程 我国机器人最早体现在鲁班的机械设计杰作——可飞木鸟中，是最早记录的机器人概念的作品。之后的张衡发明的地动仪和指南车，三国时的木牛流马，都体现了我国古代劳动人民的聪明智慧。具有了明显的机器人的功能与结构。自1662年，日本竹田近江发明了机器 玩偶，机器人进入了一个较为迅速的发展阶段。1738年，法国技师设计了机器鸭。1768年，瑞士钟表匠设计了写字偶人等作品，采用了巧妙地机械结构。1893年，加拿大莫尔设计了能行走的机器人，之后，机器人在各影视作品中广泛出现，并逐渐赢得了科学家的青睐。 我国的工业机器人研制虽然起步晚，起步于70年代初，其发展过程大致可分为三个阶段：70年代的萌芽期；80年代的开发期；90年代的实用化期。而今经过20多年的发展已经初具规模。目前我国已生产出部分机器人关键元器件，开发出弧焊、点焊、码垛、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。一批国产工业机器人已服务于国内诸多企业的生产线上；一批机器人技术的研究人才也涌现出来。一些相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作机的优化设计制造技术；工业机器人控制、驱动系统的硬件设计技术；机器人软件的设计和编程技术；运动学和轨迹规划技术；弧焊、点焊及大型机器人自动生产线与周边配套设备的开发和制备技术等。某些关键技术已达到或接近世界水平。有着广大的市场潜力，有着众多的人才和资源基础。在机器人技术基础方面，我国开展了机器人运动学、动力学与构型综合研究，机器人运动控制算法及机器人编程语言的研究，机器人内、外部传感器的研究与开发，多传感器控制系统的研究，离线编程技术、自诊断、安全保护技术等，基本掌握了工业机器人的所有关键技术。在机器人控制装置研制方面，我国已经开发出双处理器、多处理器和分层控制装置，不少装置已经投入实际应用，主控计算机的档次也逐渐升级。在机器人操作器研制方面，我国已经能够设计和生产 摘要 为使机器人完成各种任务和动作所执行的各种控制手段。作为计算机系统中的关键技术，计算机控制技术包括范围十分广泛，从机器人智能、任务描述到运动控制和伺服控制等技术。既包括实现控制所需的各种硬件系统，又包括各种软件系统。最早的机器人采用顺序控制方式，随着计算机的发展，机器人采用计算机系统来综合实现机电装置的功能，并采用示教再现的控制方式。随着信息技术和控制技术的发展，以及机器人应用范围的扩大，机器人控制技术正朝着智能化的方向发展，出现了离线编程、任务级语言、多传感器信息融合、智能行为控制等新技术。多种技术的发展将促进智能机器人的实现。 当今的自动控制技术都是基于反馈的概念。反馈理论的要素包括三个部分：测量、比较和执行。测量关心的变量，与期望值相比较，用这个误差纠正调节控制系统的响应。这个理论和应用自动控制的关键是，做出正确的测量和比较后，如何才能更好地纠正系统。 PID（比例-积分-微分）控制器作为最早实用化的控制器已有50多年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。PID控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。 它由于用途广泛、使用灵活，已有系列化产品，使用中只需设定三个参数（Kp，Ti 和Td）即可。在很多情况下，并不一定需要全部三个单元，可以取其中的一到两个单元，但比例控制单元是必不可少的。 关键词：机器人，机器人控制，PID，自动控制 目录 摘要.......................................................... I 第1章绪论................................................ - 1 - 1.1机器人控制系统 (1) 1.2机器人控制的关键技术 (1) 第2章机器人PID控制...................................... - 2 - 2.1PID控制器的组成 (2) 2.2PID控制器的研究现状 (2) 2.3PID控制器的不足 (3) 第3章 PID控制的原理和特点 ................................ - 4 - 3.1PID控制的原理 (4) 3.2PID控制的特点 (5) 第4章 PID控制器的参数整定 ................................ - 5 -后记...................................................... - 6 - 《机器人走图形》教学设计(一等奖) 设计思路：《机器人走图形》这节课我是分以下几步去设想的：机器人走图形这节课以学生的研究活动为主体，以研究机器人走图形为主线，在课上设计个研究任务：机器人走直线，让学生学会用执行器模块库中的直行模块编写程序，通过调整该模块的速度和时间参数值，让机器人走得距离再长一些；机器人转弯，让学生学会用执行器模块库中的转向模块编写程序，通过调整该模块的速度和时间参数值，让机器人转向自如；机器人走正方形。 由出示课件，引导学生分析问题，巩固和提高前面学过的知识，进一步体会调整两个模块的参数的方法，让机器人行走的更自如。 在本节课中，通过让机器人走直线学转弯走正方形等不同层次的任务设计，完成对学生知识能力的教学。 培养学生归纳与总结的能力，培养学生语言表达的能力。 在任务教学环节中，教师在鼓励学生探究的同时比较具体的引导学生学会设置直行模块的参数。 在任务教学环节中，培养学生的知识迁移能力，引导学生利用已有的经验和方法自己进行上机尝试并学会转向模块的参数设置。 通过调试两个模块的参数，让学生体会运用两分法解决问题的好处。 在拓展练习中，给学生留有一些空间，充分发挥其自主性，让学生自己去探究去创新，让机器人走出形状不同的图形，让不同层次的 学生都能体验成功的快乐。 在编写和调试程序的过程中，让学生充分体验编写程序的目的是要让机器人听人的指挥，能够控制机器人，以进一步激发学生的学习兴趣，提高学生分析问题解决问题的能力，培养学生的创新意识。 《机器人走图形》课后反思《机器人走图形》这节课较好地完成了教学目标。 机器人走图形这节课以学生的研究活动为主体，以研究机器人走图形为主线，在课上设计个研究任务。 机器人走直线，让学生学会用执行器模块库中的直行模块编写程序，通过调整该模块的速度和时间参数值，让机器人走得距离再长一些；机器人转弯，让学生学会用执行器模块库中的转向模块编写程序，通过调整该模块的速度和时间参数值，让机器人转向自如；机器人走正方形。 由出示课件，引导学生分析问题，巩固和提高前面学过的知识，进一步体会调整两个模块的参数的方法，让机器人行走的更自如。 从整个完成的教学效果看，这节课改变了课堂的一惯模式，充分体现了学生的主体性和创新精神，鼓励学生自己去尝试。 我通过任务驱动探究式学习的教学方法，达到了这一目的，完成了预定的教学目标。 在学习过程中引导学生注意观察发现问题，分析和讨论问题，使学生在知识技能和情感等方面得到全面的发展。 机器人的发展对人类的影响 摘要：概括性讲述对于机器人基础性的认识，结合老师课堂所讲和个人理解简谈机器人的发展现状与未来发展趋势，根据电影《机械公敌》探讨未来人工智能化的机器人对于人类生活的影响，展开思考发展机器人的要注意的地方。结合本人工商管理的专业知识，讨论了如何使得机器人与人类和谐相处并且共同发展。并提出个人对机器人时代的想法与愿景。 关键词：机器人；电影；人类；工商管理；发展 一、结合课堂所学浅谈对机器人的了解和认识 机器人，一个令人感觉神秘而又神奇的名词，让我毫不犹豫选修了这门课程。或许从小开始就看太多的科幻片，给我感觉机器人是无所不能的。然而在上了《机器人概论》几门课后，听了潘老师的介绍和讲解关于机器人的结构与类别等知识后，我终于明白我之前的想法是那么的肤浅。 首先，什么是机器人呢？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，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”【1】我深深地记得上课时，老师给我们展示了机器人的结构图。那时我看着那些“赤裸裸”的构件时，我很惊讶于人类居然可以把这些毫无生机的大大小小的材料和零件通过科学的洗礼，组装成为可以为人类服务的机器人。这是多么伟大的科学技术啊！ 同时，潘老师在课堂上为我们的学习提供了指导：机器人研究的基础内容，它包括空间机构学、机器人运动学、机器人静力学、动力学、控制技术、传感器、机器人语言等。另外还给我们介绍了机器人的组成和分类等知识，让我从中明白，机器人的制作是很不简单的，它综合了很多学科知识和现实因素，具 有极大潜力。 要真正了解机器人的知识，必须了解它的基础。通过听老师讲课和自己搜索资料，大致上，机器人由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。据日本共同社9月25日消息，日本国立残障者康复中心研究所24日对外公开了一款新型机器人。据报道，这种新型机器人不仅能就日常行为及习惯进行语音提示，而且为轻度失智症患者日常生活提供帮助。 我们，都对普遍机器人的时代有着各种各样的想法，并一步一步迈向这个神秘的机器人时代。 二、简述机器人的发展与现状 进入20世纪90年代，工业机器人产品发展速度加快，年增长率平均在10％左右。【2】自从20世纪60年代初人类制造了第一台T业机器人以后，机器人就显示出了极强的生命力。【3】在国外，工业机器人技术日趋成熟，已经成为一种标准设备被t业界广泛应用。 如此看来，我们如何发展机器人事业并且好好与机器人相处，是必须讨论话题。 三、观看《机械公敌》后对机器人的看法 讲起关于机器人的电影，我还是看过不少的，例如之前很火爆的《变形金刚》《钢铁巨人》《霹雳五号》，还有关于人与机器人的爱情故事的《我的机器人女友》《机器侠》等。现在，从机器人类别的科幻电影的发展现状来看，越来越多的导演、公司和广大的电影观众都迷恋上“机器人”的故事，并都有意无意地赋予机器人像人类的感情和无与伦比的能力。确实在大多科幻作品里，机器人具有人的外形，甚至穿着各种时尚的机甲，他们相当聪明。 大学 机 器 人 技 术 及 应 用 结 课 论 文 智能引领未来 摘要： 智能引领未来，机器人能力将远胜人类，这不是梦想；未来的机器人也能自主的学习和思考，工作能力将远远超过人类，能承担大量人类所不能及的工作，进一步推动智能科学的发展，促进社会的进步，促进经济的高速增长，而实现智能化必须依靠强有力的硬件系统，就机器人而言，其身上集成了多种处理器、存储器与大量的传感器，设想，当这些器件不断地走向高端化、微型化、进一步集成化，那么机器人的处理速度将进一步提高，质量与体积将大大减小，机器人将越来越”聪明“。 关键词： 机器人、智能、硬件系统、高端化、集成化、微型化、聪明。 引言： 现在的机器人与人类比较起来，机器人不能自主学习与自主思考，缺乏情感，必须需要接收人的命令才能执行相关命令，或者事先就把各种命令存储到机器人的大脑中，有需要的时候就执行命令。随着集成电路的飞速发展，处理器、存储器、传感器等电子元件的高端化、微型化、集成化，机器人的处理速度将大大提高，质量与体积将大大减轻，机器人会变得越来越”聪明“。 集成电路前景优越 芯片即集成电路产业是国民经济和社会发展的战略性、基础性、先导性产业，在计算机、消费类电子、网络通信、汽车电子等几大领域起着关键作用，是全球主要国家或地区抢占的战略制高点，尤其是发达国家在这一领域投入了大量创新资源，竞争日趋激烈。 随着技术的不断进步，新的元件结构和材料上的变革都将对机器人的发展战略起到决定作用。在晶圆代工产业，14nm/16nm的FinFET器件已取得了一定的发展。拥有较低泄漏率和更高速度的低功率晶体管备受瞩目。3DNAND使平面NAND 降到20nm以下，创造出外形更小巧、位密度更高的产品。 为了改进3D设备的性能，未来的逻辑芯片和晶圆代工设备的解决方案需要采用选择性外延与高k金属栅电极材料加工工艺，以提高晶体管的速度，降低泄漏率。低功耗、高性能的晶体管则能丰富移动设备的功能，同时延长电池寿命, 3DNAND需要HAR蚀刻、阶梯绘图、多层堆叠沉积和高选择性硬模等技术的支持，从而在小巧的外形空间内实现高密度存储，这对智能化设备，如对机器人来说简直就是如虎添翼啊！ 随着LED产业发展越来越趋于健康和理性，LED领域设备需求也更多来自于新工艺、新技术的驱动，而非简单生产规模的扩张，比如倒装芯片与高压芯片被认为是目前最具有发展前景的LED芯片技术，而这两种技术也带动了深槽刻蚀设备和金属反射层镀膜设备等新设备、新工艺的需求。除此之外，还有AlN镀膜设备、高亮度红黄光芯片刻蚀设备等设备的需求。 集成电路引导未来生活 一张0.5毫米厚的世博会门票，其“真实面目”是个集成电路产品。门票里装了RFID芯片，当门票靠近读卡机时，门票上的线圈会感应出电流，电流便驱 机械工程导论论文 ——机器人技术 制作人： 张周琪 1224140155 陈翠萍 1224140103 韩少军 1224140110 郝云 1224140111 计莹 1224140113 前言 机器人技术作为20世纪人类最伟大的发明之一，自问世以来，就一直备受瞩目。40年以来，机器人技术迅速发展，它综合了机械学、力学、电子学、计算机科学、自动控制工程、人工智能、仿生学等多个学科的最新研究成果，是多种学科综合发展的成果，代表了机电一体化的最高成就，代表高技术前沿，是当今世界科学技术发展最活跃的领域之一。各种形态、功能的机器人相继面世，而未来的机器人将是一种能够代替人类在非结构化环境下从事危险、复杂劳动的自动化机器。机器人技术应用不断扩大。因此研究发展机器人技术受到世界各国重视。 目录 1.机器人的定义与组成 (4) 2.机器人的分类 (6) 3.机器人的发展历史 (8) 4.总结 (10) 1.机器人的定义与组成 目前，国际上关于机器人的定义有很多，但综合各国对工业机器人的定义，都包括有“可编程”、“计算机控制”、“机械装置三方面的共同点。而我们的教科书则将其定义为：工业机器人是一种可以搬运物料、零件、工具或完成多种操作功能的专用机械装置；由计算机进行控制，是无人参与的自主自动化控制系统；它是可编程、具有柔性的自动化系统，可以允许进行人机联系。可以通俗地理解为“机器人是技术系统的一种类别，它能以其动作复现人的动作和职能；它与传统的自动化（或自动系统）的区别在于有更大的功能性和多目的用途，可以反复调整以执行不同的功能”。这一概念反映了人类研制机器人的最终目标是为了创造一种能够综合人的所有动作和智能特征，延伸人的活动范围，具有通用性、柔性和灵活性的自动机械。所以根据上述的定义，机器人具有以下的特征： 1：机器人是模仿人或动物肢体动作的机器，能像人那样使用工具和机械。因此机床和汽车不是机器人。 2：机器人具有智力或感觉和识别能力。一般玩具机器人由于没有感觉和识别能力，所以不属于正真的机器人 3：机器人集中了机械工程，电子技术，计算机技术，自动控制技术以及人工智能等多学科的最新研究成果，代表了电子一体化的最高成就，是当代科学技术发展的最活跃的领域之一。 一个机器人系统一般是由操作机、驱动单元、控制器和为机器人进行作业而连接的外部设备组成。而工业机器人一般由机器人本体、 机器人概论论文 摘要：机器人是一种自动化的机器，所不同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。近二十年中，因为电脑技术、电子产品及生物遗传工程等技术的大踏步发展，“机械人”的研发热潮已从专业人士的实验室中走了出来，成为一种综合科研能力的开发活动。 关键词：机器人定义组成原理发展 正文： （一）机器人定义 机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。 它可以说是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。目前在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途。 现在，国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。一般说来，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，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。 （二）机器人的结构组成及工作原理 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。 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。 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，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。 （三）机器人的未来发展 军用机器人的发展及其应用 摘要：随着人的价值及其社会影响得到更多的关注，人员伤亡在现代战争中所占的代价比越来越高，所以现代化战争必定走向一个趋势，人实体参与战争的机会越来越少，而蓬勃发展的机器人在战争将中发挥更多的作用。各个国家都很注重现代军事机器人的研究，降低战争中人员伤亡代价。即使现在社会背景下发生大型战争的几率越来越小，但世界各国仍然对军事机器人在不遗余力的研究地研究，重点介绍军用机器人在不同使用环境下的分类及应用特点，以及军用机器人在现代军事中的作用。 关键词：机器人；军用机器人；智能化 1、军用机器人的发展背景 1.1 现代机器人的发展 现代机器人是利用先进人工智能技术开发出的能够在无人操作情况下完成智能化任务的设备。例如,无人驾驶战车、无人飞行器、无人潜航器和太空遥控作业机器人等。 机器人出现于20世纪60年代后期,根据功能,至今已发展到第4代。第1代为固定程序和可编程序机器人,主要用于搬运、点焊等繁重的重复性劳动。第2代是具有感知外界信息能力的机器人,它们已具有视觉、触觉、听觉等传感功能,能进行产品装配、电弧焊等这类比较复杂的加工作业。第3代机器人,通常称为“智能机器人”,已具有一定人的智能,它们能按环境的变化或按人的指令进行学习、推理、决策、规划等工作;从80年代中后期至目前,该代机器人已进入特定领域专用机器人的高级发展阶段。第4代为具有人类感情、能思维的机器人,目前正处在发展之中。本文所研究的现代机器人主要是指第3代军用机器人。1.2 军用机器人发展背景 随着科学技术的发展,以及现代战争的需求,军用机器人已经成为机器人发展的一个重要方向。军用机器人是一种用于军事目的的具有某些拟人功能的机械电子装置。它可以是一个武器系统,如机器人坦克,也可以是武器系统装备上的一个系统或装置,如军用飞机的“副驾驶员”。美国是世界上研究军用机器人最重要的国家,它起步早、技术先进、规模大、获得的成果多。美国军方列入研究的各类军用机器人有100多种,有的已投入实际使用。美国国防部甚至宣布,即将组建机器人军队,并计划在陆军建立一个机器人连。军用机器人形态各异,从外形上看也许根本就没个“人样”。但是它们有一个共同的特征:具有部分拟人的功能。从用途上军用机器人可以极大地改善作战士兵的作战条件,提高了作战效率,因此,军用机器人技术受到各国军政要人的高度重视。 2、军用机器人的技术特点 作为一个完整的军用机器人车辆系统，它的功能组件或子系统很多，涉及的技术领域相当广泛。对于一般的军用机器人车辆，子系统主要有： （1）推进系统。包括动力装置、行动机构和地面导航系统等。目前各国都很重视研究重量轻、扭矩大而且操作灵活的电动推进系统。行动机构大多是轮式或履带式，也有步行式机器人系统，新研制的车型以轮式居多。 （2）传感器。它相当于人的五官，负责采集所需要的环境信息，关键技术是视沉成像传感器，如高分辨率立体电视摄像机，热像仪和毫米波雷达等。车载传感器还有距离传感器、声学接近感传感器、温度传感器、惯性基准传感器、三防侦察传感器和报警器等。 （3）信息处理/控制系统。该系统以高速计算机为中心，主要用于提取关键信息，对所得图像进行识别和判断，建立机器人任务模型，用指令信号对被控变量进行控制，使车辆完成一定的动作和特定任务。 （4）通信系统。主要完成机器人车辆状态和动作与控制台之间的信息传递，使操作手监控机器人车辆，实施遥控。 （5）执行/输出机构。用于精确地完成某种类型的动作及特定任务，如操作臂，各种武器系统，各种特定任务组件等。如PROWLER机器人车的桅杆式侦察系统实施远距离侦察，作战平台上安装导弹系统进行反坦克作战，完成瞄准射击等动作。 机器人控制技术 课程论文 院系名称：电气工程学院 专业班级：控制科学与工程 通过近一个学期的机器人课程的学习，在老师的讲解和自己课下的学习过程中，我对机器人技术尤其是工业机器人有了较为深刻的认识。我掌握了工业机器人基本的发展历程，并了解了机器人的分类和不同场合的性能要求。对于机器人技术有了自己的理解和认识。并认识到我们的机器人技术还有着极为漫长的道路要走，还需要更加深入的技术探索与研发。在生产过程工业机械手是模拟人手动作的机械设备，它可以替代人工搬运重物，在高粉尘，高温，有毒，易燃，放射性和其他相对较差的工作环境。机器人可用于再生产过程中的自动化抓住并移动工件自动化设备，它是在生产过程的机械化和自动化，开发出一种新的设备。近年来，随着电子技术，特别是计算机的广泛使用机器人的开发和生产的高科技领域已成为迅速发展起来的一项新兴技术，它更促进机器人的发展，使得机械手能更好的实现与机械化和自动化的有机结合。 关键词：工业机器人，发展历程，分类，展望，技术探索，基本知识。 摘要 (2) 第一章工业机器人的发展及分类 (4) 1.1 工业机器人的定义 (4) 1.2 工业机器人的发展 (4) 1.3 工业机器人的分类 (5) 第二章工业机器人控制系统 (7) 2.1 工业机器人控制系统所要达到的功能 (7) 2.2 工业机器人控制系统的组成 (8) 2.3 工业机器人控制系统分类 (9) 第三章工业机器人的组成 (13) 3.1 工业机器人系统的构建 (13) 3.2 机器人运动学原理 (14) 3.3 工业机器人工作原理 (16) 3.4 工业机器人主要的驱动系统 (17) 第四章总结 (19) 《机器人技术基础》课程论文 机器人技术研究进展报告（课程论文 题目） 学生姓名__________________________________ 学生班级__________________________________ 学生学号__________________________________ 手机号码__________________________________ 华中科技大学材料科学与工程学院 军用机器人的应用现状及展望 摘要：21世纪以来，随着高科技的飞速发展，国防军事领域也随之发生了种种变革，其中，作战装备信息化、智能化、无人化成了各国军事发展的趋势之一。作为无人作战系统实现的重要一环，随着技术的逐渐成熟，各式各样的军用作战机器人逐一问世，有的甚至已经经历了战火的考验。本文主要介绍了军用机器人的发展历史与现状，并对未来军用机器人的发展趋势进行了展望。 关键词：军用机器人，无人机，无人作战机器 1引言 战争环境总是残酷而恶劣的，从古时候起，人们就设想能否制造无人的机器来取代人进行战争，而中国古代的木牛流马（运输型军用机器人）以及古希腊的自动弓箭手（攻击型军用机器人）等等都是最好的例子。 随着科学技术的不断进步与对降低伤亡的需求的增加，装备无人化已经成为了必然的趋势。机器人系统可以执行大量重复性、机械性和其它可以实现自动化、程序化的工作，可以让从事这些工作的士兵解放出来，去执行其它任务。机器人已被证明在从事重复性或危险的工作时非常高效经济，大大降低人员伤亡。它们在受限作战环境执行任务非常有效，且即使系统失灵也不会带来灾难性的人员伤亡。如今，机器人的应用越来越广泛，各种智能程度高，动作灵活，反应快的军用机器人相继问世，成为各国国防力量中不可或缺的一部分。 2军用机器人的发展过程 军用机器人的发展大致分为三个阶段：遥控无人作战平台，半自主无人作战平台和自主无人作战平台。遥控无人作战平台即远距离操纵的无人机器人。半自主地面无人作战平台可在人的监视下自主行驶，在遇到困难时操作人员可以进行遥控干预，能完成侦察、作战和后勤支援等任务。自主无人作战平台依靠自身的智能自主导航，躲避障碍物，具有自动搜索、识别和消灭敌方目标的功能，能够独立完成各种战斗任务。 20 世纪80 年代以前，因受当时图形处理、数据融合等关键技术的限制，无人作战 机器人的进展缓慢，发展重点为遥控无人作战机器人。20世纪90年代以来随着自主控制技术及其他关键技术突破性的进展，无人作战机器人得以进一步发展，出现各种自主/ 半自主机器人。 随着机器人技术的发展，未来的陆战部队将具备全新的作战能力，地面战争的样式工业机器人论文
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