机器人概论论文 (2)
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机器人控制技术论文(2)机器人控制技术论文篇二智能控制在机器人技术中的应用摘要:机器人的智能从无到有、从低级到高级,随着科学技术的进步而不断深人发展。
计算机技术、网络技术、人工智能、新材料和MEMS技术的发展,智能化、网络化、微型化发展趋势凸显出来。
本文主要探讨智能控制在机器人技术中的应用。
关键词:智能控制机器人技术1、引言工业机器人是一个复杂的非线性、强耦合、多变量的动态系统,运行时常具有不确定性,而用现有的机器人动力学模型的先验知识常常难以建立其精确的数学模型,即使建立某种模型,也很复杂、计算量大,不能满足机器人实时控制的要求。
智能控制的出现为解决机器人控制中存在的一些问题提供了新的途径。
由于智能控制具有整体优化,不依赖对象模型,自学习和自适应等特性,用它解决机器人等复杂控制问题,可以取得良好效果。
2、智能机器人的概述提起智能机器人,很容易让人联想到人工智能。
人工智能有生物学模拟学派、心理学派和行为主义学派三种不同的学派。
在20世纪50年代中期,行为主义学派一直占统治地位。
行为主义学派的学者们认为人类的大部分知识是不能用数学方法精确描述的,提出了用符号在计算机上表达知识的符号推理系统,即专家系统。
专家系统用规则或语义网来表示知识规则。
但人类的某些知识并不能用显式规则来描述,因此,专家系统曾一度陷人困境。
近年来神经网络技术取得一定突破,使生物模拟学派活跃起来。
智能机器人是人工智能研究的载体,但两者之间存在很大的差异。
例如,对于智能装配机器人而言,要求它通过视觉系统获取图纸上的装配信息,通过分析,发现并找到所需工件,按正确的装配顺序把工件一一装配上。
因此,智能机器人需要具备知识的表达与获取技术,要为装配做出规划。
同时,在发现和寻找工件时需要利用模式识别技术,找到图样上的工件。
装配是一个复杂的工艺,它可能要采用力与位置的混合控制技术,还可能为机器人的本体装上柔性手腕,才能完成任务,这又是机构学问题。
教育机器人一、机器人发展现代机器人的研究始于20世纪中期,其技术背景是计算机和自动化的发展,以及原子能的开发利用。
自1946年第一台数字电子计算机问世以来,计算机取得了惊人的进步,向高速度、大容量、低价格的方向发展。
大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展,其结果之一便是1952年数控机床的诞生。
与数控机床相关的控制、机械零件的研究又为机器人的开发奠定了基础。
另一方面,原子能实验室的恶劣环境要求某些操作机械代替人处理放射性物质。
在这一需求背景下,美国原子能委员会的阿尔贡研究所于1947年开发了遥控机械手,1948年又开发了机械式的主从机械手。
1954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。
该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节,利用人手对机器人进行动作示教,机器人能实现动作的记录和再现。
这就是所谓的示教再现机器人。
现有的机器人差不多都采用这种控制方式。
作为机器人产品最早的实用机型(示教再现)是1962年美国AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION 公司推出的“UNIMATE”。
这些工业机器人的控制方式与数控机床大致相似,但外形特征迥异,主要由类似人的手和臂组成。
1965年,MIT的Roborts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统。
1967年日本成立了人工手研究会(现改名为仿生机构研究会),同年召开了日本首届机器人学术会。
1970年在美国召开了第一届国际工业机器人学术会议。
1970年以后,机器人的研究得到迅速广泛的普及。
1973年,辛辛那提·米拉克隆公司的理查德·豪恩制造了第一台由小型计算机控制的工业机器人,它是液压驱动的,能提升的有效负载达45公斤。
到了1980年,工业机器人才真正在日本普及,故称该年为“机器人元年”。
随后,工业机器人在日本得到了巨大发展,日本也因此而赢得了“机器人王国的美称”。
随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展,使机器人在功能和技术层次上有了很大的提高,移动机器人和机器人的视觉和触觉等技术就是典型的代表。
机器人概论课程论文论文题目:工业机器人的应用与发展所在院校:机电工程专业:机械设计制造及其自动化姓名:金阳学号:100606209【摘要】当今世界,科学技术的发展日新月异,特别是计算机技术的日益多功能化和智能化使得机器人应用领域不断扩展和深化,工业机器人已成为一种高新技术产业,对工业生产的自动化和智能化的进步起到举足轻重的影响,而且将对未来工农业生产和社会发展起到越来越重要的作用。
下文主要介绍工业机器人在国内外的发展形势和应用趋势,以及他对社会所带来的巨大经济效益。
【关键词】工业机器人;发展形势;应用趋势;社会效益1 引言工业机器人是种类繁多的机器人中的一种,它由操作机,控制器,伺服驱动系统和检测传感器装置构成,是一种仿人操作自动控制,可重复编程,能在三难空间完成各种作业的机电一体化的自动化生产设备,特别适合于多品种,变批量柔性生产。
它对稳定和提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件的快速更新换代起着十分重要作用。
2 工业机器人带来的效益工业机器人的应用,可以进一步改善工业生产条件,与可控的生产能力相比更加强大,而且可以加快产品更新换代, 大大的提高了生产效率,保证了产品的整体质量,比人类更能适合枯燥无味的工作,更值得一提的是它可以节约劳动力,提供更安全的工作环境,降低工人的劳动强度,减少劳动风险,提高机床,减少工艺过程中的工作量及降低停产时间和库存,提高工业生产的整体竞争力。
3 工业机器人的发展历史纵观机器人的发展历史,工业机器人的发展历程可分为三代:第一代,为示教再现型机器人,它主要由机器手控制器和示教盒组成,可按预先引导动作记录下信息重复再现执行,当前工业中应用最多。
第二代为感觉型机器人,如有力觉触觉和视觉等,它具有对某些外界信息进行反馈调整的能力,目前已进入应用阶段。
第三代为智能型机器人它具有感知和理解外部环境的能力,在工作环境改变的情况下,也能够成功地完成任务,但尚处于实验研究阶段。
3.1 国外工业机器人的发展『机器人在美国的发展』美国是机器人的诞生地,早在1961年,美国的Consolided Control Corp 和AMF公司联合研制了第一台实用的示教再现机器人。
机器人概论论文(共5篇)第一篇:机器人概论论文论机器人摘要:简要回顾了机器人技术的发展历程,介绍了当今世界机器人技术。
并预测了今后机器人技术的发展趋势及发展策略。
关键词:机器人,机器人技术,发展机器人的诞生与发展1920年克作家卡雷尔.卡佩克发表了科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》。
剧情是这样的:罗萨姆公司把机器人作为人类生产的工业产品推向市场,让它去充当劳动力,以呆板的方式从事繁重的劳动。
后来,罗萨姆公司使机器人具有了感情,在工厂和家务劳动中,机器人成了必不可少的成员。
该剧预告了机器人的发展对人类社会的影响。
在剧本中,卡佩克把捷克语“Robota”(农奴)写成了“Robot”(机器人)。
这也是人类社会首次使用“机器人”这一概念。
自动化技术的发展,特别是计算机的诞生,推动了现代机器人的发展。
50年代是机器人的萌芽期,其概念是“一个空间机构组成的机械臂,一个可重复编程动作的机器”。
1954年美国戴沃尔发表了“通用重复型机器人”的专利论文,首次提出“工业机器人”的概念;1958年美国联合控制公司研制出第一台数控工业机器人原型;1959年美国UNIMATION公司推出第一台工业机器人。
60年代随着传感技术和工业自动化的发展,工业机器人进入成长期,机器人开始向实用化发展,并被用于焊接和喷涂作业中。
70年代随着计算机和人工智能的发展,机器人进入实用化时代。
日本虽起步较晚,但结合国情,面向中小企业,采取了一系列鼓励使用机器人的措施,其机器人拥有量很快超过了美国,一举成为“机器人王国”。
80年代,机器人发展成为具有各种移动机构、通过传感器控制的机器。
工业机器人进入普及时代,开始在汽车、电子等行业得到大量使用,推动了机器人产业的发展。
为满足人们个性化的要求,工业机器人的生产趋于小批量、多品种。
90年代初期,工业机器人的生产与需求进入了高潮期:1990年世界上新装备机器人81000台,1991年新装备76 000台。
机器人技术综述论文王占一前言通过一学期以来对《机器人概论》这门课程的学习,增强了我对机器人技术的认识,了解了机器人的概念、发展、基本结构、机器人的控制技术、机器仿生技术、还有机器人的应用等等方面的知识。
为此我阅读了有关于机器人技术的部分文献后,经过理解、整理、综合分析和评价机器人技术,写下此篇有关于机器人技术的综述性论文。
主要从机器人的概念、结构、控制,以及机器人的发展趋势等方面总结一些有关于机器人的技术。
主题机器人的概念日本科学家森政弘和合田周平对机器人的定义是“机器人是一种具有移动性、个体性、智能性、通用性、半机器半人性、自动性、奴隶性七个特征的柔性机器”。
国际标准化组织对机器人的定义是“机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能的,能完成各种作业的可编程操作机”我国科学家对机器人的定义则是“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”。
无论是那一种对于机器人的定义,实际上机器人是利用机械传动、现代微电子技术组合而成的一种能模仿人某种技能的机械电子设备,他是在电子、机械及信息技术的基础上发展而来的。
然而,机器人的样子不一定必须像人,只要能独立完成一些人类的技能或有一定危险性的工作,就属于机器人大家族的成员。
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。
机器人的发展对于人类的影响摘要: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。
一、人工智能的定义解读人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI,也称机器智能。
“人工智能”一词最初是在1956年的Dartmouth学会上提出的。
它是计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理学、语言学等多种学科互相渗透而发展起来的一门综合性学科。
从计算机应用系统的角度出发,人工智能是研究如何制造智能机器或智能系统来模拟人类智能活动的能力,以延伸人们智能的科学。
人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能与人类智能相似的方式做出反应的智能机器。
人工智能的发展史是和计算机科学与技术的发展史联系在一起的,目前能够用来研究人工智能的主要物质手段以及能够实现人工智能技术的机器就是计算机,人工智能在21世纪必将为发展国民经济和改善人类生活做出更大的贡献。
二、人工智能的发展历程事物的发展都是曲折的,人工智能的发展也是如此。
人工智能的发展历程大致可以划分为以下五个阶段:第一阶段:20世纪50年代,人工智能的兴起和冷落。
人工智能概念在1956年首次提出后,相继出现了一批显著的成果,如机器定理证明、跳棋程序、通用问题s求解程序、LISP表处理语言等。
但是由于消解法推理能力有限以及机器翻译等的失败,使人工智能走入了低谷。
这一阶段的特点是重视问题求解的方法,而忽视了知识的重要性。
第二阶段:60年代末到70年代,专家系统出现,使人工智能研究出现新高潮。
DENDRAL化学质谱分析系统、MYCIN疾病诊断和治疗系统、PROSPECTIOR探矿系统、Hearsay-II语音理解系统等专家系统的研究和开发,将人工智能引向了实用化。
并且,1969年成立了国际人工智能联合会议(International Joint Conferences onArtificial Intelligence 即IJCAI)。
第三阶段:80年代,随着第五代计算机的研制,人工智能得到了飞速的发展。
初三智能机器人科技论文2000字(2)初三科技论文2000字篇二未来生活的智能机器人摘要:本文介绍了智能机器人的特点及应用。
关键词:智能机器人;人形迷思;传感;监控不久前,日本本田公司(Honda)知名的ASIMO人型机器人上台担任指挥,带领底特律交响乐团演出百老汇音乐剧“梦幻骑士”中的名曲《The Impossible Dream》,全场演出乐手与观众皆报以热烈掌声。
而麻省理工学院(MIT)机械脚实验室研究员赫尔的下半身看起来就像机器人,他是一位双腿截肢的残障人士,正研究如何以金属杆取代骨头、用精密的计算机电路板代替腿部肌肉功能,研发出以人造肌肉驱动的假肢。
自1970年产业用机器人大量运用在工业生产,如汽/机车、机械、半导体等产业之后,近年来随着市场需求与应用趋向多元化,再加上过去十年来人工智能与传感技术等的进展,驱动了智能机器人时代的来临,机器人与我们的生活,甚至身体也更加密不可分。
服务用智能机器人为产业推手国际机器人协会(IFR)与联合国欧洲经济委员会(UNECE)调查分析指出,2003到2006年累计机器人需求达220万台,有三万种的应用产品出现;自2004至2007年间服务用智能机器人之产量将成长为670万台,在机械控制技术渐趋成熟的情况下,家务用机器人跃升成为主流,占总产量之61.83%,居于第二位的教育娱乐用机器人占37.25%,从2012到2020年,机器人市场总值保守估计可望达到800N2500亿美元之间,主要成长的领域将是非工业领域――尤其是玩具、交通、健康和老年人护理等服务用智能机器人,与个人/家用服务机器人;而“机器人”这个概念,也从模拟人的行为或形体,扩展成能学习并以自动化方式取代某些人类行为的装置。
服务用智能机器人具备有多重传感系统、远程监控、警报通知及多媒体导览等功能。
根据国际机器人协会所订分类标准,服务用智能机器人可依照使用目的区分为19大类,其中最被看好的机器人应用为医疗、居家服务以及娱乐等应用。
机器人学概论论文机器人发展与应用南昌大学机电工程材料成型及控制工程102班唐小龙59012100982012/5/10机器人发展一、机器人发展的简介与展望阿西莫夫提出的“机器人三定律”:第一,机器人不得伤害人,也不得在人造受伤害时袖手旁观;第二,机器人必须服从人的命令,除非该命令与第一定律相抵触;第三,机器人必须保护自己,除非保护行为与上述两定律相抵触。
这三条定律明确规定了人与机器人的主从关系和相互制约关系,几十年来已成为公认的研制和使用机器人必须遵循的基本准则。
[1]机器人通常可以分为三代:第一代,可编程机器人,从上个世纪60年代后半期开始投入使用,这也是当代工业机器人中主要的类型,这类机器人一般可以根据操作员所编写的程序,完成一些重复性操作。
第二代,自适应机器人,或感知机器人,具有不同程度的感知能力,这归功于近些年来各种传感器的广泛应用。
第三代,智能机器人,具有感知,识别,推理,规划和学习等诸智能机制,主要处于试验阶段。
[2]由于人类的需求,随着科技的发展,依靠信息的交流,现代科技界对机器人发展提出了展望,主要沿着三个方向发展:一是让机器人具有更强的智能和功能;二是让机器人更具人形,也就是更像人;三是微型化,让机器人可以做更多细致的工作。
[3]这些都可以让机器人更有能力并更好的为人类服务。
而,我认为这些都需要人类在信息技术方面有更好的提高。
二、机器人发展离不开信息技术人类对机器人需求呈现越来越多的趋势,例如人们要求生产工业型机器人、军事型机器人、生活型机器人、医疗型机器人等。
由于机器人的发展涉及到机械、电子、控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个学科和领域,是多种高新技术发展成果的综合集成,故而机器人的不断发展必然会对科技提出越来越高的要求,因此对有关机器人的科技也就要求日益精进了。
而,信息技术无疑是其中比较重要乃至不可或缺的一部分。
因为随着机器人技术的不断发展,必然会逐渐向以人为中心的个人化方向发展,并将服务于人类生活的各个领域,因而必然会对机器人的网络化和智能化提出更高的要求,而这些就必然会要求信息技术得到更好的发展以满足人类的要求。
机器人概论总结论文
1 机器人概述
机器人(ROBOT)一词最开始出现在捷克作家Karel Capek在1920年创作的《罗沙姆的万能机器人公司》剧本中。
2014年的今天,机器人已经融入了我们的生活当中:有自动清洗地板的扫地机器人,还有工厂车间进行流水作业的机器臂。
机器人协助人类,完成了很大一部分的工作量。
就如John J. Craig给机器人学下的定义一样:
“机器人学研究的是如何综合运用机械、传感器、驱动器和计算机来实现人类某些方面的功能。
”
接下来我将要简要说明的机器人是由佃老师指导学长所制作的双吊臂式架空线路机器人。
该机器人可完成困难繁琐的检修工作,如课上所说,真正体现了机器人的应用目标:
机器人可以干不愿意干的活;
机器人可以干不好干的活;
机器人可以干人干不了的活。
2 双吊臂式架空线路机器人
2.1 功能与特色
双吊臂式架空线路机器人是在长距离超高压输电线上“走钢丝”的机器人。
它以其独特的机械结构与动作机制,克服了机器人在架空线路上攀爬行驶的困难。
在我看来,该机器人最为创新之处就是:通过移动配重箱调节质心,并配合跨越动作,跨过架空线路上安装的各种金具,如悬垂绝缘子、防震锤、间隔棒等,具备较强的平衡调节能力和越障能力。
2.2 典型组成
机械结构:双吊臂式架空线路机器
人总体结构如左图所示。
整体结构由T
型基座连接着上方的双吊臂爬行机构,
与下方的双自由度配重调节器构成。
驱动器:机器人动力由电池提供,
带动电机转动;电机带动有凹槽的轮胎
转动;轮胎凹槽嵌入架空线中,从而实
现在架空线路上的爬行。
配重调节器由两个舵机铰接而成,因而在空间上有两个自由度,可以实现质心的平移,并保证机器人在扰动下能通过调整重心保持机身平衡,如大风、树枝等扰动。
传感器:关于此机器人的具体传感器的使用我并未找到相关资料。
个人估计,可在从动轮的辅助臂上加装角度传感器(如电位器、编码器)。
因为从动轮在主动轮前,走近悬垂线夹时,从动轮会抢先动作。
我认为可以通过检测辅助臂的上抬角度,判断前方是否有障碍。
另外也可以尝试使用图像处理技术对其进行识别。
为了保持机身平衡,机器人基座上应该还装有加速度传感器等姿态传感器。
这些姿态传感器的数据将实时传回给微型计算机,并经过计算机算法分析后反馈回驱动装置,来调节机器人姿态。
计算机算法:对传感器所获得的数据进行实时处理的便是其上装有的微型计算机芯片(在这里应该是DSP系列的数据处理芯片),它完成的主要任务有:保持机身平衡、监测数据的采集控制与存储、传输控制,和障碍跨越动作控制。
2.3 障碍跨越动作流程
如上图为结合质心的移动与抬臂动作的机器人跨越悬垂线夹的动作分解示意图。
(动作顺序为(a)→(b)→(c)→(d)→(e)→(f))。
机器人行动方框图如下:
2.4 后期完善
在后期的设计中,在机器人配重箱上还加上了无线视频监控设备,实时将视频传回上位机中。
在之后的设计中,还会加入清扫装置,对架空线路进行定期清扫。
同时也可以建设GIS系统,对架空线路网整体进行地图生成与管理。
3机器人控制实验室观后感
在老师的带领下,我们参观了实验室。
实验室的师兄为我们演示了三自由度的能准确抓取的机器臂,以及用伺服电机与编码器构成的倒立摆实验装置,以及用于观察参考波形与调节PID的上位机。
参观中我们更加了解了机器人的概念与调试编程的具体方式,并更加深刻体到PID控制的神奇之处。
更重要的是,这次试验室之行大大的缩短了我们和机器人之间的距离,揭开了机器人的神秘面纱。
4 建议
老师的授课十分有益,我们在课上学习到了很多有关机器人的知识,对于本专业的学生更是相当的有用,对我们的思考更是有启迪性的和引导性的作用。
建议考虑让学生
自己做PPT上台介绍一种机器人,然后大家围绕着一种机器人进行讨论,或许可以让现场更加的活跃吧!
参考文献
[1]文雪峰,佃松宜,董航,翁桃,田爽双吊臂式架空线路机器人的攀爬机构研究,机械设计与制造,2013 年7 月第7期
[2]彭聿松,佃松宜,刘涛,吴璋,宋俊霖电缆管道巡检机器人嵌入式系统的设计与实现,计算机工程与设计,2013年5月第34卷第5期。