机器人发展史 (2)
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国外工业机器人的发展历程可以追溯到20世纪中叶。
以下是工业机器人发展的几个关键阶段:1. **早期阶段(1950年代-1960年代)**:- 1959年,美国机器人学家乔治·德沃尔(George Devol)和约瑟夫·恩格尔伯格(Joseph Engelberger)共同发明了世界上第一台工业机器人,名为“Unimate”。
这台机器人主要用于汽车制造业,能够进行简单的焊接和组装工作。
- 1960年代,工业机器人开始在美国和欧洲的一些制造企业中得到应用,但此时机器人的功能和可靠性仍然有限。
2. **发展阶段(1970年代-1980年代)**:- 1970年代,随着计算机技术和传感器技术的进步,工业机器人的性能得到了显著提升。
机器人开始具备更复杂的运动控制和更多的感知能力。
- 1980年代,机器人技术进一步成熟,机器人开始广泛应用于汽车制造、电子组装、食品加工等行业。
这一时期,日本成为工业机器人技术的领先者,其汽车制造业大量采用机器人,提高了生产效率和质量。
3. **成熟阶段(1990年代-2000年代)**:- 1990年代,工业机器人进入了成熟期,机器人的设计和制造更加模块化,应用领域进一步扩大到医疗、物流、化工等行业。
- 2000年代,随着互联网技术的发展,工业机器人开始实现网络化,远程监控和故障诊断成为可能。
同时,机器人的智能化水平提高,能够执行更复杂的任务。
4. **创新阶段(2010年代至今)**:- 2010年代,工业机器人进入了智能化和自动化的新时代。
机器学习、人工智能、物联网等技术的融合,使机器人能够更好地与人类协作,实现更高级的自主决策和自适应能力。
- 目前,工业机器人正在朝着更加灵活、智能和自主的方向发展,它们能够在更复杂和不确定的环境中工作,并且能够更好地融入人类的作业流程。
国外工业机器人的发展历程是一个不断创新和进步的过程,它不仅推动了制造业的自动化和智能化,还对整个社会的生产力和经济发展产生了深远的影响。
工业机器人的技术发展及其应用工业机器人是现代制造业中不可或缺的重要设备,它是一种自动化操作的设备,能够替代人力完成重复性、单调性和高风险的工作任务。
随着科学技术的不断进步和工业生产的需求不断增加,工业机器人的技术发展也越来越迅速,应用范围也越来越广泛。
本文将探讨工业机器人的技术发展及其应用,以期为读者提供全面的了解。
一、工业机器人的技术发展1. 机器人的发展历史工业机器人的发展可以追溯到20世纪50年代,最早出现在美国汽车工业中。
随着电子技术、计算机技术和信息技术的飞速发展,工业机器人的智能化、柔性化、精密化和高速化等方面不断得到提高。
现代工业机器人主要包括传统的固定式机器人、移动式机器人和协作式机器人。
2. 技术发展趋势随着人工智能、云计算和大数据等技术的迅猛发展,工业机器人的技术也呈现出以下几个发展趋势:(1)智能化:工业机器人不再是简单的执行机械臂,而是借助人工智能技术,能够感知和学习环境,实现自主决策和智能操作。
(2)柔性化:工业机器人不再局限于固定的生产线上,而是能够实现灵活的生产布局和任务分配,适应不同场景下的生产需求。
(3)精密化:随着传感器技术和控制系统的不断改进,工业机器人的定位精度和动作稳定性得到了大幅提高。
(4)高速化:工业机器人的运动速度和响应速度不断提升,能够更加高效地完成生产任务。
二、工业机器人的应用领域1. 汽车制造业汽车制造业是工业机器人应用最为广泛的领域之一,工业机器人在汽车焊接、涂装、装配和零部件加工等方面发挥着重要作用。
工业机器人能够取代人工完成重复性高、作业环境恶劣的工作任务,提高生产效率和产品质量。
2. 电子制造业在电子制造业中,工业机器人主要应用于电子元器件的生产和装配过程中,如印刷电路板的焊接、组装和包装等。
工业机器人能够实现对微小零部件的精密操作,提高生产效率和产品质量。
3. 食品和饮料制造在食品和饮料制造业中,工业机器人被广泛应用于食品包装、瓶装饮料的生产线、食品加工等环节。
机器人行业发展史说到工业机器人,对于当今的绝大多数人来说已经不是什么陌生话题了,随着从“中国制造”到“中国智造”的转变,工业机器人已经走进了各行各业,在智能化进程中发挥了重要作用。
目前已经普遍应用的工业机器人是怎么来的,又经历了怎样的发展过程呢?一、萌芽阶段(20世纪40-50年代)利用工具来减轻人力的负担一直是人类进化的关键一环,随着人类进入工业时代,针对一些繁重且危险的工作,人们开始探究用机器取代人力的可能。
最早在第二次世界大战之后,为了解决核试验过程中材料放射污染的问题,美国阿贡国家能源实验室首先研制出遥操作机械手用于处理放射性物质。
并于第二年,又开发出一种电气驱动的主从式机械手臂,有效避免了实验人员直接暴露在放射性材料的实验环境中,大大提高了安全性。
1954年,美国发明家乔治·德沃尔开发出世界上第一台装有可编程控制器的极坐标式机械手臂,并发表了该机器人的专利,具备了机器人雏形。
1959年,德沃尔与美国发明家约瑟夫·英格伯格联手制造出第一台工业机器人样机Unimate (意为“万能自动”)并定型生产,由此成立了世界上第一家工业机器人制造工厂Unimation公司。
不过,当时尚属工业机器人发展的萌芽阶段,以现在的眼光来看,当时所谓的“工业机器人”堪称“简陋”,还不足以应对复杂的工业生产场景。
于是,先驱者们又开始了新一阶段的探索。
二、初级阶段(20世纪60-70年代)第二次世界大战对全球人类文明造成了毁灭性的破坏,战后全球范围都出现了劳动力短缺问题,尤其是日本、德国这样的战败国,战后重建以及巨大的劳动力短缺,迫使人们急于寻求替代人工的方法。
1962年,美国通用汽车(GM)公司安装了Unimation 公司的第一台Unimate工业机器人,标志着第一代示教再现型机器人的诞生。
在这一发展阶段,工业机器人商品化程度逐步提高,并渐渐走向产业化,汽车生产领域成为了“第一个吃螃蟹的人”,工业机器人开始在搬运、喷漆、弧焊等规模化生产中的各个工艺环节推广使用,使得二战之后一直困扰着世界多个地区的劳动力严重短缺问题得到极大缓解。
机器人的起源和发展人类创造机器人的历史可以追溯到古代,但现代机器人的起源可以追溯到20世纪初。
现在,机器人已经成为了众多行业以及生活中的重要组成部分。
接下来,我们将分步骤阐述机器人的起源和发展。
一、机器人的起源1. 工业革命时期工业革命时期(18世纪末至19世纪末)的机器人与现代机器人不同,它们是为了替代人类劳动力而研制的,比如蒸汽机。
这些机器虽然不会自主行动,但已经开始了人类与机器之间的互动。
2. 概念的形成在20世纪初,人们开始对机器人这个概念进行探讨,并提出了许多定义。
1920年,捷克作家Karel Capek在其科幻小说《R.U.R.(制造机器人的公司)》中,首次将“robot”这个术语用于描述类人的机器人。
1942年,美国小说家艾萨克·阿西莫夫提出了“机器人三定律”。
这三定律对现代机器人的研究和发展产生了巨大的影响。
二、机器人的发展1. 早期机器人早期机器人(20世纪初至20世纪40年代)的研究重点是机械结构和运动控制。
经过多年的努力,科学家们成功地制造出了具有人类肢体功能的机器人。
1954年,美国的乔治·德沃尔(George Devol)发明了第一个数字控制的机器人——“受控制的程序化机器人”。
2. 工业机器人时期1961年,美国的乔治·艾伦(Joseph Engelberger)和罗伯特·布罗茨(Robert Boltz)一同制造了世界上第一台真正意义上的工业机器人——“非编程自动机械手臂”。
从此,机器人开始应用于工业生产领域。
这一时期的机器人发展重点是提高工作效率。
机器人的出现使得工厂生产效率大大提高,并减少了工人身体的劳动强度。
3. 服务机器人时期21世纪初,随着人类生活水平的提高,机器人的应用范围也逐渐扩大到了服务领域。
例如:在医疗领域,机器人可以进行手术,并且手术精度已经可以达到高于人类医生的水平;在餐厅服务领域,机器人服务员已经成为了一种新的趋势,为人类带来了更舒适,更高效的用餐体验。
机器人的发展史机器人的诞生和机器人学的建立及发展,机器人的诞生和机器人学的建立及发展,是是20世纪自动控制领域最具说服力的成就,是20世纪人类科学技术进步的重大成果。
现在全世界已经有100万台机器人,销售额每年增加20%及以上。
机器人技术和工业得到了前所未有的发展。
机器人技术是现代科学与技术交叉和综合的体现,先进机器人的发展代表着国家综合科技实力和水平,因此目前许多国家都已经把机器人技术列入本国21世纪高科技发展计划随着机器人应用领域的不断扩大,机器人已从传统的制造业进入人类的工作和生活领域,已从传统的制造业进入人类的工作和生活领域,另外,另外,随着需求范围的扩大,随着需求范围的扩大,机器人结构和机器人结构和形态的发展呈现多样化。
高端系统具有明显的仿生和智能特征,高端系统具有明显的仿生和智能特征,其性能不断提高,其性能不断提高,功能不断扩展和完善;各种机器人系统便逐步向具有更高智能和更密切与人类社会融洽的方向发展。
一、早期机器人的发展机器人的起源要追溯到3000多年前。
“机器人”是存在于多种语言和文字的新造词,它体现了人类长期以来的一种愿望,即创造出一种像人一样的机器或人造人,以便能够代替人去进行各种工作。
人去进行各种工作。
直到四十多年前,“机器人”才作为专业术语加以引用,“机器人”才作为专业术语加以引用,然而机器人的概念在人类的想然而机器人的概念在人类的想象中却已存在三千多年了。
象中却已存在三千多年了。
早在我国西周时代早在我国西周时代早在我国西周时代(公元前(公元前1066年~前771年),就流传着有关巧匠偃师献给周穆王一个艺妓(歌舞机器人)的故事。
巧匠偃师献给周穆王一个艺妓(歌舞机器人)的故事。
春秋时代春秋时代(公元前(公元前770~前467)后期,被称为木匠祖师爷的鲁班,被称为木匠祖师爷的鲁班,利用竹子和木料制造利用竹子和木料制造出一个木鸟,它能在空中飞行,出一个木鸟,它能在空中飞行,“三日不下”,这件事在古书《墨经》中有所记载,这可称“三日不下”,这件事在古书《墨经》中有所记载,这可称得上世界第一个空中机器人。
工业机器人的发展历史 work Information Technology Company.2020YEAR1.1.工业机器人发展史1.1.1.1959-1978 机器人技术发展阶段1956年,美国发明家乔治•德沃尔(George Devol)和物理学家约瑟•英格柏格(Joe Engelberger)成立了一家名为Unimation的公司。
公司名字来自于两个单词“Universal”和“Animation”的缩写。
1959年,乔治·德沃尔和约瑟·英格柏格发明了世界上第一台工业机器人,命名为Unimate(尤尼梅特),意思是“万能自动”。
英格伯格负责设计机器人的“手”、“脚”、“身体”,即机器人的机械部分和完成操作部分;由德沃尔设计机器人的“头脑”、“神经系统”、“肌肉系统”,即机器人的控制装置和驱动装置。
Unimate重达两吨,通过磁鼓上的一个程序来控制。
它采用液压执行机构驱动,基座上有一个大机械臂,大臂可绕轴在基座上转动,大臂上又伸出一个小机械臂,它相对大臂可以伸出或缩回。
小臂顶有一个腕子,可绕小臂转动,进行俯仰和侧摇。
腕子前头是手,即操作器。
这个机器人的功能和人手臂功能相似。
Unimate的精确率达1/10000英寸。
次,由美国、欧洲或亚洲的某个国家机器人协会主办。
1973年,第一台机电驱动的6轴机器人面世。
德国库卡公司(KUKA)将其使用的Unimate机器人研发改造成其第一台产业机器人,命名为Famulus,这是世界上第一台机电驱动的6轴机器人。
1973年,日本日立公司(Hitachi)开发出为混凝土桩行业使用的自动螺栓连接机器人。
这是第一台安装有动态视觉传感器的工业机器人。
它在移动的同时能够认识浇铸模具上螺栓的位置,并且和浇铸模具的移动同步,完成螺栓拧紧和拧松工作。
1974年,第一台小型计算机控制的工业机器人走向市场。
1974年,美国辛辛那提米拉克龙(Cincinnati Milacron)公司的理查德·霍恩(Richard Hohn)开发出第一台由小型计算机控制的工业机器人,命名为T3,即“The Tomorrow Tool”。
机器人发展史学院:专业:学号:姓名:【摘要】随着世界科技经济水平的不断发展,机器人一方面在高精尖技术领域发挥着越来越重要的作用,一方面也越来越为人们所熟知,普遍的走进了人们的日常生活。
机器人对人类的意义越来越重大。
本文将具体介绍机器人的发展历史,同时也会立足于社会科技现状分析机器人未来的发展趋势。
【关键词】机器人发展历史发展趋势一、机器人的起源机器人一词,其实最早出现在文学作品中。
1920年,一名捷克作家发表了一部名为《罗萨姆的万能机器人》的剧本,剧中叙述了一个叫罗萨姆的公司把机器人作为人类生产的工业品推向市场,让它充当劳动力代替人类劳动的故事。
作者根据小说中Robota(捷克文,原意为“劳役、苦工”)和Robotnik(波兰文,原意为“工人”),创造出“机器人”这个词。
机器人的定义到底是什么呢?在科技界,科学家会给每一个科技术语一个明确的定义,机器人问世已有几十年,但对机器人的定义仍然仁者见仁,智者见智,没有一个统一的意见。
原因之一是机器人还在发展,新的机型,新的功能不断涌现。
而根本原因是机器人涉及到了人的概念,成为一个难以回答的哲学问题。
就像机器人一词最早诞生于科幻小说之中一样,人们对机器人充满了幻想。
也许正是由于机器人定义的模糊,才给了人们充分的想像和创造的空间。
在1967年日本召开的第一届机器人学术会议上,人们提出了两个有代表性的定义。
一是森政弘与合田周平提出的:“机器人是一种具有移动性、个体性、智能性、通用性、半机械半人性、自动性、奴隶性等7个特征的柔性机器”。
从这一定义出发,森政弘又提出了用自动性、智能性、个体性、半机械半人性、作业性、通用性、信息性、柔性、有限性、移动性等10个特性来表示机器人的形象;另一个是加藤一郎提出的具有如下3个条件的机器称为机器人:1.具有脑、手、脚等三要素的个体;2.具有非接触传感器(用眼、耳接受远方信息)和接触传感器;3.具有平衡觉和固有觉的传感器。
该定义强调了机器人应当仿人的含义,即它靠手进行作业,靠脚实现移动,由脑来完成统一指挥的作用。
非接触传感器和接触传感器相当于人的五官,使机器人能够识别外界环境,而平衡觉和固有觉则是机器人感知本身状态所不可缺少的传感器。
这里描述的不是工业机器人而是自主机器人。
1988年法国的埃斯皮奥将机器人定义为:“机器人学是指设计能根据传感器信息实现预先规划好的作业系统,并以此系统的使用方法作为研究对象”。
1987年国际标准化组织对工业机器人进行了定义:“工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能,能完成各种作业的可编程操作机。
”目前关于对机器人行为的描述中,以科幻小说家以撒·艾西莫夫在小说《我,机器人》中所订立的“机器人三定律”最为着名。
艾西莫夫为机器人提出的三条“定律”(law),程序上规定所有机器人必须遵守:1.机器人不得伤害人类,且确保人类不受伤害;2.在不违背第一法则的前提下,机器人必须服从人类的命令;3.在不违背第一及第二法则的前提下,机器人必须保护自己。
“机器人三定律”的目的是为了保护人类不受伤害,但艾西莫夫在小说中也探讨了在不违反三定律的前提下伤害人类的可能性,甚至在小说中不断地挑战这三定律,在看起来完美的定律中找到许多漏洞。
在现实中,“三定律”成为机械伦理学的基础,目前的机械制造业都遵循这三条定律。
二、机器人的发展历史科技的发展带动着机器人技术的发展,可以说机器人的发展史也是世界科技发展史的体现。
科学的前沿技术在机器人中都有应用。
机器人发展到目前为止共分为三个阶段。
第一阶段的机器人只有“手”,以固定程序工作,不具有外界信息的反馈能力;第二阶段的机器人具有对外界信息的反馈能力,即有了感觉,如力觉、触觉、视觉等;第三阶段,即所谓“智能机器人”阶段,这一阶段的机器人已经具有了自主性,有自行学习、推理、决策、规划等能力。
第一代是可编程机器人,这类机器人一般可以根据操作员所编的程序,完成一些简单的重复性操作。
这一带机器人从20世纪60年代后半期开始投入使用,目前他在工业界得到了广泛应用。
第二代是感知机器人,即自适应机器人,它是在第一代机器人的基础上发展起来的,具有不同程度的“感知”能力。
这类机器人在工业界已有应用。
第三代机器人将具有识别、推理、规划和学习等智能机制,它可以把感知和行动智能化结合起来,因此能在非特定的环境下作业,故称之为智能机器人。
目前,这类机器人处于试验阶段,将向实用化方向发展。
工业机器人的最早研究可追溯到第二次大战后不久。
在40年代后期,橡树岭和阿尔贡国家实验室就已开始实施计划,研制遥控式机械手,用于搬运放射性材料。
这些系统是“主从”型的,用语准确地“模仿”操作员手和臂的动作。
主机械手由使用者进行导引做一连串动作,而从机械手尽可能准确地模仿主机械手的动作,后来用机械耦合主从机械手的动作加入力的反馈,使操作员能够感觉到从机械手及其环境之间产生的力。
50年代中期,机械手中的机械耦合被液压装置所取代,如通用电气公司的“巧手人”机器人和通用制造厂的“怪物”“通用重复操作机器人”的方案,并在1961年获得了专利。
1958年,被誉为“工业机器人之父”的JosephF.EngelBerger创建了世界上第一个机器人公司——Unimation(UniveralAutomation)公司,并参与设计了第一台Unimate机器人。
这是一台用于压铸的五轴液压驱动机器人,手臂的控制由一台计算机完成。
它采用了分离式固体数控元件,并装有存储信息的磁鼓,能够记忆完成180个工作步骤。
与此同时,另一家美国公司——AMF公司也开始研制工业机器人,即Versatran(VersatileTransfer)机器人。
它主要用于机器之间的物料运输、采用液压驱动。
该机器人的手臂可以绕底座回转,沿垂直方向升降,也可以沿半径方向伸缩。
一般认为Unimate和Versatran机器人是世界上最早的工业机器人。
可以说,60年代和70年代是机器人发展最快、最好的时期,这期间的各项研究发明有效地推动了机器人技术的发展和推广。
1979年Unimation公司推出了PUMA系列工业机器人,他是全电动驱动、关节式结构、多CPU二级微机控制、采用VAL专用语言,可配置视觉、触觉的力觉感受器的,技术较为先进的机器人。
同年日本山梨大学的牧野洋研制成具有平面关节的SCARA型机器人。
整个70年代,出现了更多的机器人商品,并在工业生产中逐步推广应用。
随着计算机科学技术、控制技术和人工智能的发展,机器人的研究开发,无论就水平和规模而言都得到迅速发展。
据国外统计,到1980年全世界约有2万余台机器人在工业中应用。
在过去30~40年间,机器人学和机器人技术获得引人注目的发展,具体体现在:1.机器人产业在全世界迅速发展;2.机器人的应用范围遍及工业、科技和国防的各个领域;3.形成了新的学科——机器人学;4.机器人向智能化方向发展;5.服务机器人成为机器人的新秀而迅猛发展。
我国在机器人研究方面相对西方国家和日本来说起步较晚。
但我们所取得的成就仍是不容轻视的。
我国是从20世纪80年代开始涉足机器人领域的研究和应用的。
1986年,我国开展了“七五”机器人攻关计划,1987年,我国的“863”高技术计划将机器人方面的研究开发列入其中。
目前我国从事机器人研究和应用开发的主要是高校及有关科研院所等。
最初我国在机器人技术方面研究的主要目的是跟踪国际先进的机器人技术。
随后,我国在机器人技术及应用方面取得了很大的成就,主要研究成果有:哈尔滨工业大学研制的两足步行机器人,北京自动化研究所1993年研制的喷涂机器人,1995年完成的高压水切割机器人,沈阳自动化研究所研制完成的有缆深潜300m机器人、无缆深潜机器人、遥控移动作业机器人。
我国在仿人形机器人方面,也取得很大的进展。
例如,中国国防科学技术大学经过10年的努力,于2000年成功地研制出我国第一个仿人形机器人——“先行者”,其身高140厘米,重20公斤。
它有与人类似的躯体、头部、眼睛、双臂和双足,可以步行,也有一定的语言功能。
它每秒走一步到两步,但步行质量较高:既可在平地上稳步向前,还可自如地转弯、上坡;既可以在已知的环境中步行,还可以在小偏差、不确定的环境中行走。
可以说机器人技术的发展速度还是比较快的。
原来只能在科幻小说和电影中看到的机器人现在可以说已经离我们越来越近了。
那么在未来,机器人的发展趋势到底会是怎样的呢?三、机器人未来的发展趋势智能化可以说是机器人未来的发展方向,智能机器人是具有感知、思维和行动功能的机器,是机构学、自动控制、计算机、人工智能、微电子学、光学、通讯技术、传感技术、仿生学等多种学科和技术的综合成果。
智能机器人可获取、处理和识别多种信息,自主地完成较为复杂的操作任务,比一般的工业机器人具有更大的灵活性、机动性和更广泛的应用领域。
对于未来意识化智能机器人很可能的几大发展趋势,在这里概括性地分析如下:1.语言交流功能越来越完美智能机器人,既然已经被赋予“人”的特殊称义,那当然需要有比较完美的语言功能,这样就能与人类进行一定的,甚至完美的语言交流,所以机器人语言功能的完善是一个非常重要的环节。
对于未来智能机器人的语言交流功能会越来越完美化,是一个必然性趋势,在人类的完美设计程序下,它们能轻松地掌握多个国家的语言,远高于人类的学习能力。
另外,机器人还能进行自我的语言词汇重组能力,就是当人类与之交流时,若遇到语言包程序中没有的语句或词汇时,可以自动地用相关的或相近意思词组,按句子的结构重组成一句新句子来回答,这也相当于类似人类的学习能力和逻辑能力,是一种意识化的表现。
2.各种动作的完美化机器人的动作是相对于模仿人类动作来说的,我们知道人类能做的动作是极至多样化的,招手、握手、走、跑、跳、等各种手势,都是人类的惯用动作。
不过现代智能机器人虽也能模仿人的部分动作,不过相对是有点僵化的感觉,或者动作是比较缓慢的。
未来机器人将以更灵活的类似人类的关节和仿真人造肌肉,使其动作更像人类,模仿人的所有动作,甚至做得更有形将成为可能。
还有可能做出一些普通人很难做出的动作,如平地翻跟斗,倒立等。
3.外形越来越酷似人类科学家们研制越来越高级的智能机器人,是主要以人类自身形体为参照对象的。
自然先需有一个很仿真的人型外表是首要前提,在这一方面日本应该是相对领先的,国内也是非常优秀的。
当几近完美的人造皮肤,人造头发,人造五管等恰到好处地遮盖于金属内在的机器人身上时,站在那里还配以人类的完美化正统手势。
这样从远处乍一看,你还真的会误以为是一个大活人。
当走近时,细看才发现原来只是个机器人,对于未来机器人,仿真程度很有可能达到即使你近在咫尺细看它的外在,你也只会把它当成人类,很难分辩是机器人,这种状况就如美国科幻大片《终结者》中的机器人物造型具有极至完美的人类外表。