機

器

人

技

術

及其應用

于秀麗北京郵電大學世紀學院2010機器人技術及其應用概述lj機器人技術及其應用概述lj1.1

機器人的定義機器人概述機器人一詞的出現：1920年、捷克作家、

KarelCapek、《Rossum’sUniversalRobots》，“Robota”（奴隸）寫成了“Robot”。小說在1924年和1927年的時候被紛紛傳到了日本、法國和歐洲國家，機器人這個名詞就向全世界鋪展開來。故事情節：帶感情的機器人消滅了人類，一對男女機器人相愛，世界又起死回生。機器人技術及其應用概述lj上世紀60年代，可實用機械的機器人被稱為工業機器人上世紀80年代到現在，正越來越向智能化方向發展

因此，至今為止也沒有一個統一的機器人的定義。機器人學是一門不斷發展的科學，對機器人的定義也隨其發展而變化。機器人技術及其應用概述lj（2）日本工業機器人協會(JIRA)的定義：工業機器人是“一種裝備有記憶裝置和末端執行器(endeffector)的，能夠轉動并通過自動完成各種移動來代替人類勞動的通用機器”。（1）美國機器人協會(RIA)的定義：機器人是“一種用于移動各種材料、零件、工具或專用裝置的，通過可編程序動作來執行種種任務的，并具有編程能力的多功能機械手(manipulator)”。國際上，關于機器人的定義主要有以下幾種：機器人技術及其應用概述lj（3）美國國家標準局(NBS)的定義：機器人是“一種能夠進行編程并在自動控制下執行某些操作和移動作業任務的機械裝置”。（4）國際標準化組織(ISO)的定義：“機器人是一種自動的、位置可控的、具有編程能力的多功能機械手，這種機械手具有幾個軸，能夠借助于可編程序操作來處理各種材料、零件、工具和專用裝置，以執行種種任務”。機器人技術及其應用概述lj（5）我國對機器人的定義。蔣新松院士曾建議把機器人定義為“一種擬人功能的機械電子裝置”(amechantronicdevicetoimitatesomehumanfunctions)。參考各國的定義，對機器人給出以下定義：機器人是一種計算機控制的可以編程的自動機械電子裝置，能感知環境，識別對象，理解指示命令，有記憶和學習功能，具有情感和邏輯判斷思維，能自身進化，能計劃其操作程序來完成任務。機器人技術及其應用概述lj1950年，美國科幻小說家埃薩克·阿西莫夫在《我是個機器人》中,首次使用“Robotics”，即“機器人學”，并提出了“機器人三原則”：1、機器人不應傷害人類，且在人類受到傷害時不可袖手旁觀；2、機器人應遵守人類的命令，與第一條違背的命令除外；3、機器人應能保護自己，與第一條相抵觸者除外。機器人學術界一直將這三原則作為機器人開發的準則，阿西莫夫因此被稱為“機器人學之父”。機器人技術及其應用概述lj1.2機器人的發展及應用一、古代機器人

春秋后期，魯班曾制造過一只木鳥，能在空中飛行“三日不下”。機器馬車

西周時期，出現了能歌善舞的伶人，這是我國最早記載的機器人。

公元前2世紀，亞歷山大時代的古希臘人發明了最原始的機器人──自動機。可以自己開門，還可以借助蒸汽唱歌。機器人技術及其應用概述lj

漢代大科學家張衡不僅發明了地動儀，而且發明了計里鼓車。每行一里，車上木人擊鼓一下，每行十里擊鐘一下。

后漢三國時期，蜀國丞相諸葛亮成功地創造出了“木牛流馬”。用其運送軍糧，支援前方戰爭。寫字機器人

1738年，法國天才技師杰克·戴·瓦克遜發明了一只機器鴨。它會嘎嘎叫，會游泳和喝水，還會進食和排泄。機器人技術及其應用概述lj19世紀中葉出現了科學幻想派和機械制作派。1886年《未來的夏娃》問世。在機械實物制造方面，1893年摩爾制造了“蒸汽人”，“蒸汽人”靠蒸汽驅動雙腿沿圓周走動。

1773年，自動書寫玩偶、自動演奏玩偶等被連續推出。現在保留下來的瑞士努薩蒂爾歷史博物館里的少女玩偶，還定期彈奏音樂供參觀者欣賞。1927年美國西屋公司工程師溫茲利制造了第一個機器人“電報箱”。可以回答一些問題。機器人技術及其應用概述lj二、現代機器人

1952年，第一臺數控機床的誕生，為機器人的開發奠定了基礎。

1954年美國戴沃爾最早提出了工業機器人的概念，并申請了專利。主從機器人

1948年，美國原子能委員會的阿爾貢研究所開發了機械式的主從機械手。機器人技術及其應用概述lj1962年美國AMF公司推出的“VERSATRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”是機器人產品最早的實用機型（示教再現）。

VERSATRANUNIMATE機器人技術及其應用概述lj1965年，MIT的Roborts演示了第一個具有視覺傳感器的、能識別與定位簡單積木的機器人系統1970年在美國召開了第一屆國際工業機器人學術會議1973年，辛辛那提·米拉克隆公司的理查德·豪恩制造了第一臺由小型計算機控制的工業機器人1980年后，日本贏得了“機器人王國”的美稱機器人技術及其應用概述lj

各種用途的機器人：水下機器人、空間機器人、空中機器人、地面機器人、微小型機器人等新的機器人名稱：“軟件機器人”、“網絡機器人”、機器人化機器德國排爆機器人相撲機器人無人駕駛振動式壓路機機器人技術及其應用概述lj機器魚“自由泳”“過龍門”在水中“戲球”自主地避開障礙物機器魚我國研制的排爆機器人機器人技術及其應用概述lj

70年代的萌芽期，80年代的開發期和90年代的適用化期。

1972年開始研制自己的工業機器人“七五”期間，完成了示教再現式工業機器人成套技術的開發，研制出了噴涂、點焊、弧焊和搬運機器人1986年國家高技術研究發展計劃（863計劃）開始實施上世紀90年代初期起，形成了一批機器人產業化基地我國工業機器人的發展：機器人技術及其應用概述lj

日本和美國在20世紀60年代就已經開始進行機器人的研究，與他們相比較，我國還存在較大的差距，因此需要更多的人加入到發展機器人的事業中來。機器人技術及其應用概述lj3.按機器人的智能程度分（1）一般機器人：只具有一般編程能力和操作功能（2）智能機器人：具有不同程度的智能傳感型機器人

交互型機器人

自主型機器人機器人技術及其應用概述lj空間機器人當代遙控機器人，使智能機器人走出實驗室進入實用階段。美國發射到火星上的索杰納Sojanor機器人，就是成功應用的著名實例。空間機器人，主要有星球探測機器人，如火星探路者機器人，，機器人式衛星,修理人造衛星的太空機器人，在失重環境下工作。.探險機器人，有核事故處理機器人，進入胡夫金字塔的“金字塔行走者”機器人機器人技術及其應用概述lj樂隊指揮機器人娛樂機器人，如中國科技館的機器人樂隊，指揮機器人通體透明，可見到其中的裝置機構及運動狀況。日本智能機器寵物狗，具有豐富的表情與情感。機器人技術及其應用概述lj靈蜥-B水下機器人，水下防險救生與資源考察，如雙鷹遙控潛水機器人潛水500米；中國科學院沈陽研究所的CR-01深海探測機器人，在六千米深水作業；“探索者”水下機器人，采用GPS導航，工作深度一千米。軍用無人偵察機器人。我國公安部自行研制的“靈蜥-B”型反恐排爆機器人，價值70萬元人民幣，在南京市公安局特勤支隊服役。它為三段履帶式設計，裝置行走、機械手、云臺三個攝像頭，最大行走速度30米/秒，能抓取15公斤重物，爬行40度斜坡和樓梯，越過40厘米高障礙和50厘米寬壕溝，自帶電源連續工作4小時，排爆人員可在遠距離對機器人進行精確操控。機器人技術及其應用概述lj仿生機器仿人機器人，2000年日本本田公司的仿人機器人P系列及索尼公司的仿人機器人SDR-3X，還有會跑的QRIO機器人，行走，跳躍,踢足球，舞蹈。我國“先行者”仿人機器人，由國防科技大學于2000年研制,能模擬人的基本動作，達到國際先進水平。中國科學院自動化研究所研制仿生機器魚。機器人技術及其應用概述lj醫療機器人/智能車輛醫療機器人，德國工程師萊納爾?格茨恩發明的微型醫療機器人，可直接由針頭注射進入人體微循環系統，它依靠微型磁鐵驅動器前進，由醫生通過遙控器指揮，對微小空間和微細管道進行檢測。還有美軍RP-7系列醫療機器人等。智能車輛，具有典型代表的是意大利MOB-LAB，美俄亥俄州立大學的智能車輛等。服務機器人，有導盲機器人，清潔機器人等等。機器人技術及其應用概述lj機器博弈IBM公司研制的DeepBlueII與國際象棋大師卡斯帕羅夫對弈,憑每秒搜索2億步棋的記憶能力在6局中以3.5:2.5獲勝。卡斯帕羅夫與深藍對弈圖機器人技術及其應用概述ljGPS全球定位系統GlobalPositioningSystem

覆蓋全球的衛星系統。太空24顆衛星形成一分布網絡，分布在6條離地面2萬公里、傾斜55°的地球準同步軌道上，每條軌道上有4顆衛星。任意時刻，地球上任意一點都可以同時觀測到4顆衛星，保證衛星采集到該觀測點的經緯度和高度，幫助用戶準確定位當前位置，根據預定目標計算行程。通過地圖顯示和語音提示兩種方式，引導用戶到達目的地。機器人技術及其應用概述lj南極科考機器人

中國南極三大科考站之昆侖站及南極科考機器人

機器人技術及其應用概述lj智能技術應用智能技術發展快，其視覺、觸覺、聲覺等人工智能技術已在航天、汽車工業中廣泛應用。極限作業機器人，主要應用在人們難以進入的場所和環境，例如在核電站、海底、宇宙空間等進行作業的機器人，也包括建筑、農業機器人等。機器人技術及其應用概述lj國際機器人足球賽國際上主要有國際機器人足球錦標賽RoboCup和國際機器人足球聯盟(FederationofInternationalRobot-soccerAssociation)FIRACup競賽兩大類。機器人技術及其應用概述lj理由之三：機器人做人做不了的事情。比如人們對太空的認識，對原子分子進行搬遷的機器人為什么要發展機器人?理由之二：機器人做人不愿意做或做不好的事。比如有毒的、高溫的或危險的環境，汽車生產線上的焊接工作機器人汽車焊接生產線理由之一：提高生產效率降低人的勞動強度。比如焊機器人提高生產效率，提高汽車焊接的質量，降低工人的勞動強度

汽車裝配機器人機器人技術及其應用概述lj小結:機器人的外型不一定像人機器人技術是集機械學、力學、電子學、生物學、控制論、人工智能、系統工程等多種學科于一體的綜合性很強的新技術機器人技術及其應用概述lj簡易機器人的結構與應用簡易機器人結構相對簡單，價格便宜。一般分為控制與機械兩大部分。機械包括機體結構、動力裝置、傳動機構和執行機構等；控制包括單片機（或嵌入式）系統及其軟件、傳感器及其電路、控制驅動電路等。機器人技術及其應用概述lj簡易機器人的基本結構框圖機器人技術及其應用概述lj對“簡易”的理解與在現實生活各個領域服役的機器人比較，“簡易機器人”有如下不同：比較項目簡易機器人在役機器人應用場合教具、玩具各類產業領域體系結構單片機最小系統分層遞階系統、