機器人知識基礎(機器人)

1.機器人基礎知識

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工業(yè)機器人應用技術(shù)1模塊二1機器人的基礎知識機器人的基本屬于與圖形符號234機器人的主要技術(shù)參數(shù)機器人的舉例分析機器人的工作原理與應用技術(shù)單元提要本模塊主要介紹機器人的基礎知識，包括機器人的基本術(shù)語與各類圖形符號，機器人的主要技術(shù)參數(shù)等，并介紹了幾種實際產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格和機構(gòu)簡圖。學習要求學習完本模塊的內(nèi)容后，學生應熟練掌握機器人的基本術(shù)語和各類圖形符號的含義；能夠讀懂并解釋機器人技術(shù)規(guī)格書的內(nèi)容，能夠熟練繪制出機器人機構(gòu)簡圖和各種機械結(jié)構(gòu)的運動簡圖；掌握運動學和動力學的基本問題，理解機器人的位置與變量的關(guān)系，了解運動學、靜力學和動力學的一般表示方法，能用上述所學解釋機器人的位置、姿態(tài)和運動的關(guān)系。學習單元一機器人的基本術(shù)語與圖形符號一、機器人的基本術(shù)語1.關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)（joint）即運動副，是允許機器人手臂各零件之間發(fā)生相對運動的機構(gòu)，是兩構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生相對運動的活動連接，如圖2-1所示。A、B兩部件可以做互動連接。圖1-13不同坐標結(jié)構(gòu)的機器人一、機器人的基本術(shù)語高副（higherpair）機構(gòu)簡稱高副，指的是運動機構(gòu)的兩構(gòu)件通過點或線的接觸而構(gòu)成的運動副。例如，齒輪副和凸輪副就屬于高副機構(gòu)。平面高副機構(gòu)擁有兩個自由度，即相對接觸面切線方向的移動和相對接觸點的轉(zhuǎn)動。相對而言，通過面的接觸而構(gòu)成的運動副稱為低副機構(gòu)。一、機器人的基本術(shù)語一

2.機器人入門知識

首先了解機器人應當從機器人的定義開始，鑒定那些是機器人：

我國科學家對機器人的定義是：“機器人是一種自動化的機器，所不同的是這種機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器?！痹谘芯亢烷_發(fā)未知及不確定環(huán)境下作業(yè)的機器人的過程中，人們逐步認識到機器人技術(shù)的本質(zhì)是感知、決策、行動和交互技術(shù)的結(jié)合。隨著人們對機器人技術(shù)智能化本質(zhì)認識的加深，機器人技術(shù)開始源源不斷地向人類活動的各個領(lǐng)域滲透。結(jié)合這些領(lǐng)域的應用特點，人們發(fā)展了各式各樣的具有感知、決策、行動和交互能力的特種機器人和各種智能機器，如移動機器人、微機器人、水下機器人、醫(yī)療機器人、軍用機器人、空中空間機器人、娛樂機器人等。對不同任務和特殊環(huán)境的適應性，也是機器人與一般自動化裝備的重要區(qū)別。這些機器人從外觀上已遠遠脫離了最初仿人形機器人和工業(yè)機器人所具有的形狀，更加符合各種不同應用領(lǐng)域的特殊要求，其功能和智能程度也大大增強，從而為機器人技術(shù)開辟出更加廣闊的發(fā)展空間。

中國工程院院長宋健指出：“機器人學的進步和應用是20世紀自動控制最有說服力的成就，是當代最高意義上的自動化。”機器人技術(shù)綜合了多學科的發(fā)展成果，代表廠高技術(shù)的發(fā)展前沿，它在人類生產(chǎn)生活等應用領(lǐng)域的不斷擴大正引起國際上重新認識機器人技術(shù)的作用和影響。

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3.機器人的知識

20世紀的偉大發(fā)明 隨著2001年新年鐘聲的敲響，人們邁著堅實的步伐跨進了21世紀。

站在世紀之交的門檻，回顧過去，展望未來，我們心潮澎湃、思緒萬千…… 20世紀，人類取得了輝煌的成就，從量子理論、相對論的創(chuàng)立，原子能的應用，脫氧核糖核酸雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，到信息技術(shù)的騰飛，人類基因組工作草圖的繪就，世界科技發(fā)生了深刻的變革。信息技術(shù)、生物技術(shù)、新材料技術(shù)、先進制造技術(shù)、海洋技術(shù)、航空航天技術(shù)等都取得了重大突破，極大地提高了社會生產(chǎn)力。

機器人技術(shù)作為20世紀人類最偉大的發(fā)明之一，自60年代初問世以來，經(jīng)歷40年的發(fā)展已取得長足的進步。工業(yè)機器人在經(jīng)歷了誕生——成長——成熟期后，已成為制造業(yè)中不可少的核心裝備，世界上有約75萬臺工業(yè)機器人正與工人朋友并肩戰(zhàn)斗在各條戰(zhàn)線上。

特種機器人作為機器人家族的后起之秀，由于其用途廣泛而大有后來居上之勢，仿人形機器人、農(nóng)業(yè)機器人、服務機器人、水下機器人、醫(yī)療機器人、軍用機器人、娛樂機器人等各種用途的特種機器人紛紛面世，而且正以飛快的速度向?qū)嵱没~進。 人們常常會問為什么要發(fā)展機器人？我們說機器人的出現(xiàn)并高速發(fā)展是社會和經(jīng)濟發(fā)展的必然，是為了提高社會的生產(chǎn)水平和人類的生活質(zhì)量，讓機器人替人們干那些人干不了、干不好的工作。

在現(xiàn)實生活中有些工作會對人體造成傷害，比如噴漆、重物搬運等；有些工作要求質(zhì)量很高，人難以長時間勝任，比如汽車焊接、精密裝配等；有些工作人無法身臨其境，比如火山探險、深海探密、空間探索等；有些工作不適合人去干，比如一些惡劣的環(huán)境、一些枯燥單調(diào)的重復性勞作等；這些都是機器人大顯身手的地方。服務機器人還可以為您治病保健、保潔保安；水下機器人可以幫助打撈沉船、鋪設電纜；工程機器人可以上山入地、開洞筑路；農(nóng)業(yè)機器人可以耕耘播種、施肥除蟲；軍用機器人可以沖鋒陷陣、排雷排彈…… 現(xiàn)在社會上對機器人有很多迷惑，有人認為機器人無所不能。

這些朋友是從電影、電視、小說中認識機器人的，他們眼中的機器人是神通廣大的萬能機器，當他們看到現(xiàn)實的機器人時，他們會認為現(xiàn)在的機器人太普通，不能稱之為機器人。有人認為機器人是人，形狀必須像人，不像人怎么能叫機器人，然而現(xiàn)實中絕大多數(shù)的機器人樣子不像人，這使很多機器人愛好者大失所望。

還有人認為機器人上崗，工人就會下崗，無形中把機器人當成了競爭對手，他們沒有想到機器人會為人做許多有益的事情，會推動產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，給人類創(chuàng)造更多的就業(yè)機會。 機器人的定義 在科技界，科學家會給每一個科技術(shù)語一個明確的定義，但機器人問世已有幾十年，機器人的定義仍然仁者見仁，智者見智，沒有一個統(tǒng)一的意見。

原因之一是機器人還在發(fā)展，新的機型，新的功能不斷涌現(xiàn)。根本原因主要是因為機器人涉及到了人的概念，成為一個難以回答的哲學問題。

就像機器人一詞最早誕生于科幻小說之中一樣，人們對機器人充滿了幻想。也許正是由于機器人定義的模糊，才給了人們充分的想象和創(chuàng)造空間。

機器人指揮 其實并不是人們不想給機器人一個完整的定義，自機器人誕生之日起人們就不斷地嘗試著說明到底什么是機器人。但隨著機器人技術(shù)的飛速發(fā)展和信息時代的到來，機器人所涵蓋的內(nèi)容越來越豐富，機器人的定義也不斷充實和創(chuàng)新。

1886年法國作家利爾亞當在他的小說《未來夏娃》中將外表像人的機器起名為“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)運動等）； 2，造型解質(zhì)（關(guān)節(jié)能自由運動的金屬覆蓋體，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、機理、輪廓、頭發(fā)、視覺、牙齒、手爪等）。 1920年捷克作家卡雷爾·卡佩克發(fā)表了科幻劇本《羅薩姆的萬能機器人》。

在劇本中，卡佩克把捷克語“Robota”寫成了“Robot”,“Robota”是奴隸的意思。該劇預告了機器人的發(fā)展對人類社會的悲劇性影響，引起了大家的廣泛關(guān)注，被當成了機器人一詞的起源。

在該劇中，機器人按照其主人的命令默默地工作，沒有感覺和感情，以呆板的方式從事繁重的勞動。后來，羅薩姆公司取得了成功，使機器人具有了感情，導致機器人的應用部門迅速增加。

在工廠和家務勞動中，機器人成了必不可少的成員。機器人發(fā)覺人類十分自私和不公正，終于造反了，機器人的體能和智能都非常優(yōu)異，因此消滅了人類。

但是機器人不知道如何制造它們自己，認為它們自己很快就會滅絕，所以它們開始尋找人類的幸存者，但沒有結(jié)果。最后，一對感知能力優(yōu)于其它機器人的男女機器人相愛了。

這時機器人進化為人類，世界又起死回生了。 卡佩克提出的是機器人的安全、感知和自我繁殖問題。

科學技術(shù)的進步很可能引發(fā)人類不希望出現(xiàn)的問題。雖然科幻世界只是一種想象，但人類社會將可能面臨這種現(xiàn)實。

為了防止機器人傷害人類，科幻作家阿西莫夫于1940年提出了“機器人三原則”： 1，機器人不應傷害人類； 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。

4.請問學習機器人需要什么基礎知識

現(xiàn)在的人工智能主流方向已經(jīng)不在“智能”而在“學習”，就是不研究似人化的思想而做些實用的模式識別功能類的基礎理論及應用。如語音識別、圖像識別、各種基于數(shù)據(jù)分類模式的診斷或檢測。以擬人化智能為目的的人工智能已經(jīng)因為沒有實質(zhì)性進展或可行方向而杯具很多年，連人工經(jīng)驗模擬的賣家系統(tǒng)也幾乎淡出研究領(lǐng)域了。剛想到前些年有網(wǎng)站的聊天機器人，這類東西算是自然語言理解和合成的基礎應用，倒是比較名副其實。

所以你如果是要學習真正的仿人化人工智能，電影里機器人那樣的能聽會說有思維能力。。。先干點別的工作吧，你兒子孫子將來上大學也許有可能學到點有意義的東西。

如果你是指工業(yè)機器人，那個是機械自動化類的專業(yè)，從制造到應用主要需要機械、液壓、控制、電機、傳感器、計算幾何方面的知識。此類產(chǎn)品目前就是按預編程快速工作的機械臂，洗車生產(chǎn)流水線上到處都是，紀錄片或新聞里常能看到。但這個東西跟智能八桿子打不著。

唯一叫機器人又跟智能沾點邊的是現(xiàn)在學生類競賽項目中的智能小車和智能足球。這些東西你有興趣可以在學校里參加相關(guān)活動團體，好點的學校會有教師專門組織。但這些領(lǐng)域的技術(shù)大致相當于游戲中的致勝策略，非常具體和特定，跟理解現(xiàn)實的仿人智能還是差遙遠的距離。

所以如果在學校選專業(yè)或研究方向，可以機械臂，還算新，中國制造業(yè)發(fā)達應該也有應用前景

5.關(guān)于機器人的知識

寫字機器人 在當時的自動玩偶中，最杰出的要數(shù)瑞士的鐘表匠杰克·道羅斯和他的兒子利·路易·道羅斯。

1773年，他們連續(xù)推出了自動書寫玩偶、自動演奏玩偶等，他們創(chuàng)造的自動玩偶是利用齒輪和發(fā)條原理而制成的。它們有的拿著畫筆和顏色繪畫，有的拿著鵝毛蘸墨水寫字，結(jié)構(gòu)巧妙，服裝華麗，在歐洲風靡一時。

由于當時技術(shù)條件的限制，這些玩偶其實是身高一米的巨型玩具?，F(xiàn)在保留下來的最早的機器人是瑞士努薩蒂爾歷史博物館里的少女玩偶，它制作于二百年前，兩只手的十個手指可以按動風琴的琴鍵而彈奏音樂，現(xiàn)在還定期演奏供參觀者欣賞，展示了古代人的智慧。

19世紀中葉自動玩偶分為2個流派，即科學幻想派和機械制作派，并各自在文學藝術(shù)和近代技術(shù)中找到了自己的位置。1831年歌德發(fā)表了《浮士德》，塑造了人造人“荷蒙克魯斯”；1870年霍夫曼出版了以自動玩偶為主角的作品《葛蓓莉婭》；1883年科洛迪的《木偶奇遇記》問世；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(qū)動雙腿沿圓周走動。 進入20世紀后，機器人的研究與開發(fā)得到了更多人的關(guān)心與支持，一些適用化的機器人相繼問世，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”，并在紐約舉行的世界博覽會上展出。

它是一個電動機器人，裝有無線電發(fā)報機，可以回答一些問題，但該機器人不能走動。1959年第一臺工業(yè)機器人（可編程、圓坐標）在美國誕生，開創(chuàng)了機器人發(fā)展的新紀元。

現(xiàn)代機器人 現(xiàn)代機器人的研究始于20世紀中期，其技術(shù)背景是計算機和自動化的發(fā)展，以及原子能的開發(fā)利用。 機器人汽車焊接生產(chǎn)線 自1946年第一臺數(shù)字電子計算機問世以來，計算機取得了驚人的進步，向高速度、大容量、低價格的方向發(fā)展。

大批量生產(chǎn)的迫切需求推動了自動化技術(shù)的進展，其結(jié)果之一便是1952年數(shù)控機床的誕生。與數(shù)控機床相關(guān)的控制、機械零件的研究又為機器人的開發(fā)奠定了基礎。

另一方面，原子能實驗室的惡劣環(huán)境要求某些操作機械代替人處理放射性物質(zhì)。在這一需求背景下，美國原子能委員會的阿爾貢研究所于1947年開發(fā)了遙控機械手，1948年又開發(fā)了機械式的主從機械手。

鉚接機器人 1954年美國戴沃爾最早提出了工業(yè)機器人的概念，并申請了專利。該專利的要點是借助伺服技術(shù)控制機器人的關(guān)節(jié)，利用人手對機器人進行動作示教，機器人能實現(xiàn)動作的記錄和再現(xiàn)。

這就是所謂的示教再現(xiàn)機器人。現(xiàn)有的機器人差不多都采用這種控制方式。

作為機器人產(chǎn)品最早的實用機型（示教再現(xiàn)）是1962年美國AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。這些工業(yè)機器人的控制方式與數(shù)控機床大致相似，但外形特征迥異，主要由類似人的手和臂組成。

1965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(tǒng)。 機器狗 1967年日本成立了人工手研究會（現(xiàn)改名為仿生機構(gòu)研究會），同年召開了日本首屆機器人學術(shù)會。

1970年在美國召開了第一屆國際工業(yè)機器人學術(shù)會議。1970年以后，機器人的研究得到迅速廣泛的普及。

1973年，辛辛那提·米拉克隆公司的理查德·豪恩制造了第一臺由小型計算機控制的工業(yè)機器人，它是液壓驅(qū)動的，能提升的有效負載達45公斤。 到了1980年，工業(yè)機器人才真正在日本普及，故稱該年為“機器人元年”。

隨后，工業(yè)機器人在日本得到了巨大發(fā)展，日本也因此而贏得了“機器人王國的美稱”。 /z/q801485006.htm 詳情請見后面的。

6.機器人基礎知識論文

機器人的歷史并不算長，1959年美國英格伯格和德沃爾制造出世界上第一臺工業(yè)機器人，機器人的歷史才真正開始。

英格伯格在大學攻讀伺服理論，這是一種研究運動機構(gòu)如何才能更好地跟蹤控制信號的理論。德沃爾曾于1946年發(fā)明了一種系統(tǒng)，可以“重演”所記錄的機器的運動。

1954年，德沃爾又獲得可編程機械手專利，這種機械手臂按程序進行工作，可以根據(jù)不同的工作需要編制不同的程序，因此具有通用性和靈活性，英格伯格和德沃爾都在研究機器人，認為汽車工業(yè)最適于用機器人干活，因為是用重型機器進行工作，生產(chǎn)過程較為固定。1959年，英格伯格和德沃爾聯(lián)手制造出第一臺工業(yè)機器人。

機器人分類 機器人的分類關(guān)于機器人如何分類，國際上沒有制定統(tǒng)一的標準，有的按負載重量分，有的按控制方式分，有的按自由度分，有的按結(jié)構(gòu)分，有的按應用領(lǐng)域分。一般的分類方式： 示教再現(xiàn)型機器人 通過引導或其它方式，先教會機器人動作，輸入工作程序，機器人則自動重復進行作業(yè)。

數(shù)控型機器人 不必使機器人動作，通過數(shù)值、語言等對機器人進行示教，機器人根據(jù)示教后的信息進行作業(yè)。 感覺控制型機器人 利用傳感器獲取的信息控制機器人的動作。

適應控制型機器人 機器人能適應環(huán)境的變化，控制其自身的行動。 學習控制型機器人 機器人能“體會”工作的經(jīng)驗，具有一定的學習功能，并將所“學”的經(jīng)驗用于工作中。

智能機器人 以人工智能決定其行動的機器人。 我國的機器人專家從應用環(huán)境出發(fā)，將機器人分為兩大類，即工業(yè)機器人和特種機器人。

所謂工業(yè)機器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機械手或多自由度機器人。而特種機器人則是除工業(yè)機器人之外的、用于非制造業(yè)并服務于人類的各種先進機器人，包括：服務機器人、水下機器人、娛樂機器人、軍用機器人、農(nóng)業(yè)機器人、機器人化機器等。

在特種機器人中，有些分支發(fā)展很快，有獨立成體系的趨勢，如服務機器人、水下機器人、軍用機器人、微操作機器人等。目前，國際上的機器人學者，從應用環(huán)境出發(fā)將機器人也分為兩類：制造環(huán)境下的工業(yè)機器人和非制造環(huán)境下的服務與仿人型機器人，這和我國的分類是一致的。

"機器人"最終是機器還是人？ 機器人會不會全面超越人類，機器人會不會成為人類的顛覆者，機器人科學的發(fā)展對人類是禍還是福？這些問題早已超越了機器人科學工作者思考的范疇。隨著機器人科學的發(fā)展，有關(guān)倫理的、社會的、哲學的思考越來越多。

雖然現(xiàn)在機器人都還只是工具，但我們不能永遠把機器人簡單地當作是一種工具，因為他有其他工具所不具備的人類特征：智能性?；蛟S有一天，人類必須思考："沒有機器人，人將變?yōu)闄C器；有了機器人，人仍然是主人"這句話是不是仍然可以說得那么理直氣壯。

是時候?qū)C器人問題展開全面的哲學思考了！ 一、機器人會成為生物嗎？ 關(guān)于機器人的定義，現(xiàn)在還沒有準確的說法。不過，從現(xiàn)有的機器人來看，機器人肯定還只是機器。

現(xiàn)有的機器人都只是仿人的機器。比如說，汽車生產(chǎn)流水線上的焊接機器人，它雖然可以比人還有效率，但它終究還是個機器，就跟洗衣機或是電風扇一樣，代替了人們某些方面的工作。

按照恩格斯的說法，工具就是人的某種器官的延伸?，F(xiàn)有的機器人也只是人的某種或某幾種器官的延伸，因而也只是工具。

不管人的定義是怎樣的，起碼有一點是肯定的，人首先是生物，這是人之所以成其為人的物質(zhì)基礎。機器人會不會是生物呢？現(xiàn)有的機器人大都是金屬、導線和硅晶體的產(chǎn)物，肯定不是生物，以后的機器人會不會是呢？我們現(xiàn)在無從判斷。

從物質(zhì)成份上來說，人體所包含的元素、比例、結(jié)構(gòu)方式等或許有一天都可以被復制。不過，我想，有一個問題是，即使人工可以制造出肌肉、神經(jīng)、骨骼、血液、皮毛等，但是不是可以把這些東西組合在一起成為一個人呢？這首先是一個問題。

在這方面，靈長的猿猴最接近，豬狗、蟲魚甚至花草都比機器人更接近人。 克隆人當然是生物，但克隆人還是有人類母體的，他具有母體的基因特征。

我們所討論的機器人，顯然不應該具有人類母體的基因等特征，否則，將會在倫理上陷入與克隆人同樣的困境。克隆人，不在我們要討論的機器人范疇內(nèi)，機器人也絕對不能通過對人類克隆的方式來制造。

二、機器人會在綜合能力上超過人嗎？ 不過，即使是現(xiàn)有的科技水平還比較低下的機器人，也與螺絲刀等純粹意義上的工具有著本質(zhì)區(qū)別。因為機器人首先必須是有智能的，他的任何行動都是需要經(jīng)過其"大腦"進行信息加工后做出的，這就具有了顯著的人類特征。

如果我們能把電腦的運算過程也看作是一種思維的話，機器人在很大程度上就像人一樣，做事是經(jīng)過了腦子的，而螺絲刀顯然是沒有腦子的。智能性，是機器人與普通工具最大的區(qū)別。

還有一個不容忽視的地方，現(xiàn)有的機器人即使也只是一種工具，但他與普通工具不同的地方是，機器人不是人類某幾種器官的簡單延伸，從其設計原理上說，機器人從思維到做出反應的方式上是完全仿人的。誰也不知道，隨著機器人科技的發(fā)展，機器人會不會完全具有人的所有能力？如果真有那么一天的話，機器。