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1，智能機器人論文

題目：《關于未來機器人的暢想》如今，電腦和網絡改變了人們的傳統生活，電腦的運算和記憶儲存能力使得我們的生活變得更加高效。但是電腦需要我們去操作，他只能在我們的指令下做一些工作，機器人就不一樣，他是一種能高度模仿人類行為的機器，十年后、二十年后，……未來的機器人會是什么樣子？中間省略400字………………好了，我還是從暢想的夢中回來吧，我要好好學習，知識改變命運，科技實現中國夢，讓我們一起努力吧！

智能機器人論文

2，工業機器人技術畢業論文范文

　　現如今，隨著社會經濟發展，機器人開始被廣泛應用于各行各業中，替工人進行一些復雜、繁重的體力勞動，能減輕人們的工作負擔。下面是由我整理的工業機器人技術論文范文，希望能對大家有所幫助！　　工業機器人技術論文范文篇一：《淺談工業機器人在工業生產中的應用》　　工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器人。工業機器人是自動執行工作的機器裝置，是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。它可以接受人類指揮，也可以按照預先編排的程序運行，現代的工業機器人還可以根據人工智能技術制定的原則綱領行動。就工業機器人在工業生產中的應用進行探討。　　關鍵詞：工業機器人應用工業　　1 引言　　工業機器人最早應用于汽車制造工業，常用于焊接，噴漆，上、下料和搬運。工業機器人延伸和擴大了人的手、足和大腦功能，它可代替人從事危險、有害、有毒、低溫和高熱等惡劣環境中的工作;代替人完成繁重、單調的重復勞動，提高勞動生產率，保證產品質量。工業機器人與數控加工中心、自動搬運小車以及自動檢測系統可組成柔性制造系統和計算機集成制造系統，實現生產自動化。　　2 工業機器人的主要運用　　(1)惡劣工作環境及危險工作軍事領域及核工業領域有些作業是有害于人體健康并危及生命，或不安全因素很大而不宜由人去做的作業，用工業機器人去做最合適。例如核工廠設備的檢驗和維修機器人，核工業上沸騰水式反應堆燃料自動交換機。　　(2)特殊作業場合和極限作業火山探險、深海探密和空間探索等領域對于人類來說是力所不能及的，只有機器人才能進行作業。如航天飛機上用來回收衛星的操作臂;用于海底采礦和打撈的遙控海洋作業機器人。　　(3)自動化生產領域早期的工業機器人在生產上主要用于機床上、下料，點焊和噴漆。用得最多的制造工業包括電機制造、汽車制造、塑料成形、通用機械制造和金屬加工等工業。隨著柔性自動化的出現，機器人在自動化生產領域扮演了更重要的角色。下面主要針對工業機器人在自動化生產領域的應用進行簡單介紹。　　2.1 焊接機器人　　點焊機器人工業機器人首先應用于汽車的點焊作業，點焊機器人廣泛應用于焊接車體薄板件。裝焊一臺汽車車體一般大約需要完成3000～4000個焊點，其中60%是由點焊機器人來完成的。在有些大批量汽車生產線上，服役的點焊機器人數量甚至高達150多臺。　　點焊機器人主要性能要求：安裝面積小，工件空間大;快速完成小節距的多點定位;定位精度高(土0 .25 mm )，以確保焊接質量;持重大(490～980N ) ，以便攜帶內裝變壓器的焊鉗;示教簡單，節省工時。　　2.2 弧焊機器人　　弧焊機器人應用于焊接金屬連續結合的焊縫工藝，絕大多數可以完成自動送絲、熔化電極和氣體保護下進行焊接工作。弧焊機器人應用范圍很廣，除汽車行業外，在通用機械、金屬結構等許多行業中都有應用。弧焊機器人應是包括各種焊接附屬裝置在內的焊接系統，而不只是一臺以規劃的速度和姿態攜帶焊槍移動的單機。如圖1所示為弧焊機器人的基本組成。適合機器人應用的弧焊方法主要有惰性握體保護焊、混合所體保護焊、埋弧焊和等離子弧焊接。　　1-機器人控制柜2-焊接電源3-氣瓶4-氣體流量計5-氣路6-焊絲輪7-柔性導管8-弧焊機器人9-送絲機器人10-焊槍11-工件電纜12-焊接電纜13-控制電纜　　圖1 弧焊機器人系統的基本組成　　弧焊機器人的主要性能要求：在弧焊作業中，要求焊槍跟蹤工件的焊道運動，并不斷填充金屬形成焊道。因此，運動過程中速度的穩定性和軌跡是兩項重要指標，一般情況下，焊接速度約取5～50 mm/s ，軌跡精度約為.2 ～0.5 ) mm;由于焊槍的姿態對焊縫質量也有一定影響，因此希望在跟蹤焊道的同時，焊槍姿態的可調范圍盡量大。此外，還有一些其他性能要求，這些要求包括：設定焊接條件(電流、電壓、速度等)、抖動功能、坡口填充功能、焊接異常檢測功能(斷弧、工件熔化)及焊接傳感器(起始焊點檢測，焊道跟蹤)的接口功能。　　2.3 噴漆機器人　　噴漆機器人廣泛應用于汽車車體、家電產品和各種塑料制品的噴漆作業。噴漆機器人在使用環境和動作要求上有如下特點：　　(1)工作環境空氣中含有易爆的噴漆劑蒸氣; 　　(2)沿軌跡高速運動，途經各點均為作業點; 　　(3)多數被噴漆部件都搭載在傳送帶上，邊移動邊噴漆。如圖2所示為關節式噴漆機器人。　　2.4 搬運機器人　　隨著計算機集成制造技術、物流技術、自動倉儲技術的發展，搬運機器人在現代制造業中的應用也越來越廣泛。機器人可用于零件的加工過程中，物料、工輔量具的裝卸和儲運，可用來將零件從一個輸送裝置送到另一個輸送裝置，或從一臺機床上將加工完的零件取下再安裝到另一臺機床上去。　　2.5 裝配機器人　　裝配在現代工業生產中占有十分重要的地位。有關資料統計表明，裝配勞動量占產品生產勞動量的50%～60%，在有些場合，這一比例甚至更高。例如，在電子器件廠的芯片裝配、電路板的生產中，裝配勞動量占產品生產勞動量的70 %～80%。因此，用機器人來實現自動化裝配作業是十分重要的。　　2.6 機器人柔性裝配系統　　機器人正式進入裝配作業領域是在“機器人普及元年”的1980年前后，引人裝配作業的機器人在早期主要用來代替裝配線上手工作業的工序，隨后很快出現了以機器人為主體的裝配線。裝配機器人的應用極大地推動了裝配生產自動化的進展。裝配機器人建立的柔性自動裝配系統能自動裝配中小型、中等復雜程度的產品，如電機、水泵齒輪箱等，特別適應于中小批量生產的裝配，可實現自動裝卸、傳送、檢測、裝配、監控、判斷、決策等機能。　　機器人柔性裝配系統通常以機器人為中心，并有諸多周邊設備，如零件供給裝置、工件輸送裝置、夾具、涂抹器等與之配合，此外還常備有可換手等。但是如果零件的種類過多，整個系統將過于龐大，效率降低，這是不可取的。在機器人柔性裝配系統中，機器人的數量可根據產量選定，而零件供給裝置等周邊設備則視零件和作業的種類而定。因此，和裝配線比較，產量越少，機器人柔性裝配系統的投資越大。　　3 結束語　　工業機器人是以機械、電子、電子計算機和自動控制等學科領域的技術為基礎，融合而成的一種系統技術;也可說是一門知識、技術密集的，多學科交叉的綜合化的高新技術。隨著這些相關學科技術的進步和發展，工業機器人技術也一定會到迅速發展和提高。　　工業機器人技術論文范文篇二：《探討工業機器人的發展趨勢》　　摘要隨著社會經濟發展，機器人開始被廣泛應用于各行各業中，替工人進行一些復雜、繁重的體力勞動。目前，機器人是一種制造業與自動化設備中的典型代表，這將會是人造機器的“終極”版。它的應用已經涉及信息化、自動化、智能化、傳感器與知識化等多個學科和領域，這是目前，是我國乃至世界高新技術成果的最佳集成，因此，它的發展是與許多學科的發展有著密切的聯系。以現在的發展趨勢來看，工業機器人的應用范圍越來越廣泛，同時在技術操作中，他也變得越來越標準化、規范化，提高工業機器人的安全性。另一方面，工業機器人發展越來越微型化、智能化，在人類生活中應用越來越廣泛。　　關鍵詞工業機器人智能化應用領域安全性　　隨著社會復雜的需求，工業機器人在應用領域中越來越廣泛。一方面，工業機器人被廣泛應用于工業生產中，代替工人危險、復雜、單調的長時間的作業，例如在機械加工、壓力鑄造、塑料制品成形及金屬制品業等各種工序上，同時還應用于原子能工業等高危險的部門，這已經在發達國家中應用比較廣泛。另一方面，工業機器人在其他的領域應用也比較多，隨著科學技術的飛速發展，提高了工業機器人的使用性能和安全性能，其應用的范圍越來越廣泛，應用的范圍已經突破了工業，尤其在醫療業中應用比較好。　　一、工業機器人的發展歷程　　第一代機器人，一般指工業上大量使用的可編程機器人及遙控操作機。可編程機器人可根據操作人員所編程序完成一些簡單重復性作業。遙控操作機制每一步動作都要靠操作人員發出。1982年，美國通用汽車公司在裝配線上為機器人裝備了視覺系統，從而宣告了第二代機器人―感知機器人的問世。這代機器人，帶有外部傳感器，可進行離線編程。能在傳感系統支持下，具有不同程度感知環境并自行修正程序的功能。第三代機器人為自治機器人，正在各國研制和發展。它不但具有感知功能，還具有一定決策和規劃能力。能根據人的命令或按照所處環境自行做出決策規劃動作即按任務編程。　　我國機器人研究工作起步較晚，從“七五”開始國家投入資金，對工業機器及其零部件進行攻關，完成了示教再現式工業機器人成套技術的開發和研制。1986 年國家高技術研究發展計劃開始實施，智能機器人主題跟蹤世界機器人技術的前沿，經過幾年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一批特種機器人。　　我國工業機器人起步于70年代初期，經過30多年的發展，大致經歷了3個階段：70年代的萌芽期，80年代的開發期和90年代的適用化期。　　上世紀70年代是世界科技發展的一個里程碑：人類登上了月球，實現了金星、火星的軟著陸。我國也發射了人造衛星。世界上工業機器人應用掀起一個高潮，尤其在日本發展更為迅猛，它補充了日益短缺的勞動力。在這種背景下，我國于1972年開始研制自己的工業機器人。　　進入80年代后，在高技術浪潮的沖擊下，隨著改革開放的不斷深入，我國機器人技術的開發與研究得到了政府的重視與支持。“七五”期間，國家投入資金，對工業機器人及其零部件進行攻關，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，智能機器人主題跟蹤世界機器人技術的前沿，經過幾年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一批特種機器人。　　從90年代初期起，中國的國民經濟進入實現兩個根本轉變時期，掀起了新一輪的經濟體制改革和技術進步熱潮，我國的工業機器人又在實踐中邁進一大步，先后研制出了點焊、弧焊、裝配、噴漆、切割、搬運、包裝碼垛等各種用途的工業機器人，并實施了一批機器人應用工程，形成了一批機器人產業化基地，為我國機器人產業的騰飛奠定了基礎。　　我國工業機器人經過“七五”攻關計劃、“九五”攻關計劃和863計劃的支持已經取得了較大進展，工業機器人市場也已經成熟，應用上已經遍及各行各業。　　我國未來工業機器人技術發展的重點有：第一，危險、惡劣環境作業機器人：主要有防暴、高壓帶電清掃、星球檢測、油汽管道等機器人;第二，醫用機器人：主要有腦外科手術輔助機器人，遙控操作輔助正骨等;第三，仿生機器人：主要有移動機器人，網絡遙控操作機器人等。其發展趨勢是智能化、低成本、高可靠性和易于集成。　　二、工業機器人的發展趨勢　　機器人是先進制造技術和自動化裝備的典型代表，是人造機器的“終極”形式。它涉及到機械、電子、自動控制、計算機、人工智能、傳感器、通訊與網絡等多個學科和領域，是多種高新技術發展成果的綜合集成，因此它的發展與眾多學科發展密切相關。當今工業機器人的發展趨勢主要有：一是工業機器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修)，而單機價格不斷下降。二是機械結構向模塊化可重構化發展。例如關節模塊中的伺服電機、減速機、檢測系統三位一體化;有關節模塊、連桿模塊用重組方式構造機器人。三是工業機器人控制系統向基于 PC機的開放型控制器方向發展，便于標準化，網絡化;器件集成度提高，控制柜日漸小巧，采用模塊化結構，大大提高了系統的可靠性、易操作性和可維修性。四是機器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統的位置、速度、加速度等傳感器外，視覺、力覺、聲覺、觸覺等多傳感器的融合技術在產品化系統中已有成熟應用。五是機器人化機械開始興起。從94年美國開發出“虛擬軸機床”以來這種新型裝置已成為國際研究的熱點之一，紛紛探索開拓其實際應用的領域。　　總體趨勢是，從狹義的機器人概念向廣義的機器人技術概念轉移，從工業機器人產業向解決方案業務的機器人技術產業發展。機器人技術的內涵已變為靈活應用機器人技術的、具有實際動作功能的智能化系統。機器人結構越來越靈巧，控制系統愈來愈小，其智能也越來越高，并正朝著一體化方向發展。　　三、我國工業機器人發展面臨的挑戰與前景　　我國工業底子薄，工業機器人發展一直處于一個初步發展階段，雖然我國從上個世紀70年代開始研發工業機器人，但是技術力量不足與西方國家的技術封鎖，對此，在發展過程中，存在著比較多的問題。細分起來，有如下幾點：　　首先，我國基礎零部件制造能力差。雖然我國在相關零部件方面有了一定的基礎，但是無論從質量、產品系列全面，還是批量化供給方面都與國外存在較大的差距。特別是在高性能交流伺服電機和精密減速器方面的差距尤其明顯，因此造成關鍵零部件的進口，影響了我國機器人的價格競爭力。　　第二，我國的機器人還沒有形成自己的品牌。雖然已經擁有一批企業從事機器人的開發，但是都沒有形成較大的規模，缺乏市場的品牌認知度，在機器人市場方面一直面臨國外機器人品牌的打壓。國外機器人作為成熟的產業采用整機降價，吸引國內企業購買，而在后續的維護備件費用很高的策略，逐步占領中國市場。　　第三，認識不到位，在鼓勵工業機器人產品方面的政策少。工業機器人的制造及應用水平，代表了一個國家的制造業水平，我們必須從國家高度認識發展中國工業機器人產業的重要性，這是我國從制造大國向制造強國轉變的重要手段和途徑。□ 　　參考文獻：　　[1]任俊.面向熔射快速制模的機器人輔助曲面自動拋光系統的研究.華中科技大學，2006年. 　　[2]鐘新華，蔡自興，鄒小兵.移動機器人運動控制系統設計及控制算法研究.華中科技大學學報(自然科學版)，2004年S1期. 　　[3]張中英.基于遺傳算法的機器人神經網絡控制系統.太原理工大學，2005年. 　　[4]李磊，葉濤，譚民，陳細軍.移動機器人技術研究現狀與未來.機器人，2002年05期. 　　[5]杜玉紅，李修仁.生產線組裝單元氣動搬運機械手的設計.液壓與氣動，2006年05期. 　　[6]徐曉峰.基于串行通信技術的機器人實時控制研究.南京林業大學，2005年. 　　工業機器人技術論文范文篇三：《試論工業機器人機電一體化》　　1機電一體化技術的應用現狀　　1.1工業機器人。　　工業機器人的出現在一定程度上可替代人的勞動，對于高輻射、高噪聲污染、高濃度有害氣體的工作場合來說，工業機器人是一個理想的選擇。工業機器人的發展經歷了三個階段，第一代工業機器人智能化程度較低，只能通過預設的程序進行簡單的重復動作，無法應對多變的工作環境和工作崗位。隨著科技的發展，在第一代機器人的基礎上通過各種傳感器的應用使其可通過對環境信息的獲取、分析、處理并反饋給動作單元，從而進行一些適應性的工作，這種機器人雖然智能化程度較低，但已經在一些特定的領域得以成功應用。在機電一體化技術相對成熟的今天，第三代機器人的智能化水平已經得到了較大的提升，其可以通過強大的傳感原件收集信息數據，并根據實際情況作出類似于人腦的判斷，因此可以在多種環境下進行獨立作業，但成本較高，在一定程度上限制了實際應用。　　1.2分布式控制系統。　　分布式控制系統是相對于集中式控制系統而言的，是通過一臺中央計算機對負責現場測控的多臺計算機進行控制和指揮，由于其強大的功能和安全性，使其成為當前大型機電一體化系統的主流技術。根據實際情況分布式控制系統的層級可分為兩級、三級或更多級，通過中央計算機完成對現場生產過程的實時監控、管理和操作控制等，同時，隨著測控技術的不斷發展與創新，分布式控制系統還可以對生產過程實現實時調度、在線最優化、生產計劃統計管理等功能，成為一種集測、控、管于一體的綜合系統，具有功能豐富、可靠性高、操作方便、低故障率、便于維護和可擴展等優點，因此使系統的可靠性大幅提高。　　2機電一體化技術的發展趨勢　　2.1人工智能化。　　人工智能就是使工業機器人或數控機床模擬人腦的智力，使其在生產過程中具備一定的推理判斷、邏輯思維和自主決策的能力，可大幅提升工業生產過程的自動化程度，甚至實現真正的無人值守，對于降低人力成本，提高加工精度和工作效率具有十分重要的意義。目前，人工智能已經不只是停留在概念上，因此可預見機電一體化技術將向著人工智能化的方向發展。雖然以當前的科學技術水平不可能使機器人或數控機床完全具備人類的思維模式和智力特點，但在工業生產中，使這些機電一體化設備具備部分人類的職能是完全可以通過先進的技術達到的。　　2.2網絡化。　　網絡技術的發展給機電一體化設備遠程監視和遠程控制提供了便利條件，因此，將網絡技術與機電一體化技術結合起來將是機電一體化技術發展的重點。在生產過程中，操作人員需要在車間內來回走動，對設備的狀態進行掌握，并對機床的操作面板進行操作，通過在機電一體化設備與控制終端之間建立通信協議，并通過光纖等介質實現信息數據的傳遞，即可實現遠程監視和操作，降低工人的勞動量，并且各種控制系統功能的實現，理論上來說都是建立在網絡技術基礎上的。　　2.3環保化。　　在人類社會發展的最近幾十年里，雖然經濟得到了迅猛的發展，人們生活水平得到了顯著的提高，然而以犧牲資源和環境為代價的發展模式使得人類賴以生存的環境遭到嚴重的污染，因此，在可持續發展戰略提出的今天，發展任何技術都應當以對環境友好作為前提，否則就是沒有前途的，故環保化是機電一體化技術發展的必然趨勢。在機電一體化應用過程中，通過對資源的高效利用，并在制造過程中做到達標排放甚至零排放，產品在使用過程中對生態環境不造成影響，即便報廢后也可對其進行有效回收利用，這就是機電一體化技術環保化的具體表現形式，符合可持續發展的要求。　　2.4模塊化。　　由于機電一體化裝置的制造商較多，為降低系統升級改造的成本，并為維修提供便利，模塊化將是一個非常有前途的研究方向。通過對功能單元進行模塊化改造，可在需要增加或改變功能時直接將對應的功能模塊進行組裝或更換，即便出現故障，只需將損害的模塊進行更換即可，工作效率極高，通用性的增強為企業節約了大量的成本。　　2.5自帶能源化。　　機電一體化對電力的要求較高，如果沒有充足的電能供應就會影響生產效率，甚至由于停電造成數據的丟失等，因此通過設備自帶動力能源系統可始終保持充足的電力供應，使系統運行更流暢。　　3結語　　綜上所述，機電一體化技術的應用可使產品的生產效率和精度大幅提高，在當前工業生產中具有較大的技術優勢，相信隨著科技的發展，機電一體化技術水平也會不斷提高，為工業生產做出更大貢獻。猜你喜歡： 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工業機器人技術畢業論文范文

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2200年，我們的世界變成了一個更加美好的世界，無論你走到哪，都能發現科學技術發展的成果。中午，我回到家，走進客廳，竟然發現平時只要在家都會每分每秒做著家務、一刻也不肯歇會兒的媽媽與往日不同，正悠閑地懶洋洋地坐在沙發上，還津津有味地看著電視，不時吃幾片橘子，似乎沒有事情可做似的。旁邊放著一個上身粉紅色，下身紫紅色的機器人。我仔細打量著它，它的身體勻稱、個子不高也不矮，身子筆直筆直的，可精神了！仿佛是一位侍衛兵在那。我又看看房間，整理得井井有條，地板上連一粒灰塵也沒有，都可以照出我的影子了，到處都干凈極了！使我不得不吃驚地望著媽媽。“媽媽，你怎么還沒做午飯？”我這時才發覺桌子上空蕩蕩的，只有空氣漂浮在上面。“噢，好的，我馬上叫它去做“媽媽瞟了我一眼，打開抽屜，拿出一個有五彩按鈕和文字按鈕的遙控器。“它？！”我有些詫異，“客廳里只有我們倆個人呀！”“你看，就是它呀，我昨天才買來的呢，效果不錯，還有不少功能呢！”媽媽驕傲地指了指機器人，仿佛機器人是她的什么寶貝似的。那個機器人立即轉過身面對著我，像是只要一聲令下，他就會立刻去做你想要讓他做的事情。媽媽又低頭看看遙控器，眼珠子轉來轉去，似乎在尋找著什么。忽然，她眼睛一亮，似乎中了什么大獎似的，飛快地按下了一個按鈕，那個機器人像是得到了一條圣旨似的，一轉身，它便開始在廚房里做飯了。只見它眼疾手快地從袋子里拿出一捆蔬菜，然后飛快地用刀切開皮筋，“咚咚“地把菜切成一小塊，又立即從袋子里拿出幾個土豆，用小刀飛快地削掉了皮，并且用刀切成一條一條的……就這樣，他一會兒去看看電飯煲里邊的飯有沒有做好，一會切著菜，動作可敏捷了。看得我眼花繚亂，真沒想到機器人竟有如此厲害。才幾十分鐘，飯就做好了。它端著菜走到餐桌旁，嘴里還念念有詞地說：“今天的菜式黃瓜炒肉、青菜炒蘑菇，還有番茄炒蛋…….請大家用餐。”它說完，又拿起兩只碗，給我和媽媽添了飯。看著這些饞涎欲滴的食物，饑腸轆轆的我早已夾了菜，開始大口大口地吃了起來，衣服上面有油漬也不管了。有了機器人真好，它不用吃飯，只“吃”電，還有很多功能，真是人類的“好幫手”。

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4，關于機器人的科技技術基礎論文

　　隨著科技的進步，智能機器人的性能不斷地完善，因此也被越來越多的應用于軍事、排險、農業、救援、海洋開發等方面。這是我為大家整理的關于機器人的科技論文，供大家參考!　　機器人的科技論文篇一：《淺談智能移動機器人》　　摘　要：隨著科技的進步，智能機器人性能不斷地完善，移動機器人的應用范圍也越來越廣，廣泛應用于軍事、排險、農業、救援、海洋開發等。介紹了常見智能移動機器人的基本系統組成及其相關的一些技術，提出一種能夠應用于智能移動機器人的越障機構，并簡單闡述了其工作原理。在對智能機器人有一定了解的基礎上，論述了智能移動機器人的研究現狀及其發展動向。　　關鍵詞：智能移動機器人　越障　避障　伸展收縮　　1 引言　　上世紀60年代智能機器人的出現開辟了智能生產自動化的新時代。在工業機器人問世50多年后的今天，機器人已被人們看作是不可缺少的一種生產工具。由于傳感器、控制、驅動及材料等領域的技術進步開辟了機器人應用的新領域。智能移動機器人是機器人學中的一個重要分支。　　2 智能移動機器人的基本系統組成及其相關技術　　由于智能移動機器人在危險與惡劣環境以及民用等各方面具有廣闊的應用前景，使得世界各國非常關注它的發展。其共同的五大系統組成要素為：(1)機械機構單元是智能移動機器人的骨架，機器人所有的模塊都依靠其支撐，機械機構單元的結構，性能，強度直接影響著整個機器人的穩定性。隨著科技發展和新型材料的研制開發，使得智能機器人產品的結構性能有了很大提高，機械機構的各項工藝性及尺寸設計都向著更加合理高效，更加輕便美觀，更加環保節能，更加安全可靠等方向發展。(2)動力與驅動單元為智能移動機器人提供動力來源。(3)環境感知單元相當于智能移動機器人的五官，機器人通過感知單元對周圍的環境進行感知識別及各種參數的收集，然后通過轉換成控制模塊可以識別的光電信號，輸入到控制單元進行數據處理。(4)執行機構單元為智能移動機器人執行部分，能根據控制中心的命令執行命令，完成任務。不同的機器人有著不同的執行機構，執行機構的設計影響著對要執行動作的效率，精度，穩定性，可靠性等。(5)信息處理與控制單元作為整個機械系統的核心部分，它如人的大腦一樣，調控著整個系統，一切的活動都由它指揮。將來自傳感器部分采集到的信息進行集中匯總，存儲，對所有信息分析，規劃決策，輸出命令。使機器人有目的的運行。　　智能移動機器人是一個集環境感知、動態決策與規劃、行為控制與執行等多種功能于一體的綜合機電系統。它是傳感器技術，控制技術，移動技術，信息處理、人工智能、電子工程、計算機工程等多學科的重要研究成果，從某種意義上講是機器發展進化過程中的產物，是目前科學技術發展最活躍的領域之一。　　3 一種越障機器人　　我們設計的移動機器人(圖1)有很好的機動性能，前導輪、前輪和后輪可以實現獨立升降運動。前導輪(如圖1)由通過曲柄圓盤的轉動角度控制搖桿的擺動角度，帶動相關的平面連桿機構運動，從而實現前導向輪的伸展和收縮實現攀越。機器人兩側的側邊驅動機構為平面連桿-滑塊越障機構，前后輪(如圖1)分別通過導桿在槽中的移動，帶動平面連桿機構的運動，實現前后輪的伸展和收縮，實現越障功能。本機器人通過尺寸的設計可以實現較大的越障高度，通過合理的控制輪擺動的角度還能實現多種類型障礙物的攀越。　　4 智能移動機器人的應用概況　　隨著科技的進步，機器人的功能不斷完善，智能移動機器人的應用范圍也大大拓寬，不僅在工業、農業、醫療、服務等行業中得到廣泛的應用，而且在排險、海洋開發和宇宙探測領域等有害與危險場合(如輻射、災區、有毒等)得到很好的應用。　　4.1 陸地智能移動機器人　　20世紀60年代后期，蘇美為了完成對宇宙空間的占領，完成月球探測計劃，各自研制開發并應用了移動機器人，通過移動機器人實現對外星土壤的樣本采集和土壤分析等各種任務。陸地智能移動機器人的出現是為了幫助人類完成無法完成的任務。陸地移動機器人也廣泛應用于軍事，可以完成排除爆炸物，掃雷，偵查，清除障礙物等等，近年來智能移動機器人也開始漸漸融入人們的日常生活。　　4.2 水下智能移動機器人　　近年來，人們對資源的渴求加大，開始對原子能和海洋資源的開發，加之水下環境十分復雜(能見度差，定位困難，流體變化等)，水下智能移動機器人在海底資源探測上的優勢使之受到關注。近年德國基爾大學的科學家研制出新型深水機器人“ROV Kiel 6000”，這架深水機器人能夠下探到6000米深的海底，尋找神秘的深水生物和“白色黃金”可燃冰。　　4.3 仿生智能移動機器人　　近年來,全球許多機器人研究機構越來越多的關注仿生學與機構的研究工作.在某些情況下仿生機器人尤其獨特優勢，例如，蛇形機器人重心低，能夠模仿蛇的動作，穿梭在能夠穿梭在受災現場和其他復雜的地形中能夠幫助人類完成各種任務。除此之外還有仿生寵物狗、仿生魚、仿生昆蟲等。　　5 智能移動機器人的發展方向及前景　　影響移動機器人發展的因素主要有：導航與定位技術，多傳感器信息的融合技術，多機器人協調與控制技術等因而移動機器人技術發展趨勢主要包括：　　(1)高智能情感機器人。隨著科學技術的發展，人們對人機交互的技術的要求越來越高，具有人類智能的情感移動機器人是移動機器人未來發展趨勢。目前的移動機器人只能說是具有部分的智能，人們渴望能夠出現安全可靠的能夠溝通交流的高智能的機器人。雖然現在要實現高智能情感機器人還非常的困難，但是終有一天，隨著科學技術的突破，它將成為現實。　　(2)高適應性多功能化的機器人。機器人的出現是為人類服務的，自然界中還有好多未知的世界等著我們開拓，各種危險的復雜多變的環境，人類無法涉足，因此人們也迫切希望有能夠代替人類的機器人出現，高適應性多功能化的機器人也必將是機器人的發展方向之一。　　(3)通用服務型的機器人。隨著科學技術的發展，機器人也是應該越來越容易融入人們日常生活中的，在日常生活中為人們服務。例如在家庭中，機器人可以幫助人們做各種家務，和人們生活關系密切。　　(4)特種智能移動機器人。根據不同應用領域，不同的目的，設計各種各樣特種智能移動機器人是未來發展方向，如納米機器人，宇宙探索機器人，深海探索機器人，娛樂機器人等等。　　6 結束語　　總之，智能移動機器人涉及到傳感器技術，控制技術，移動技術，信息處理、人工智能、控制工程等多學科技術。未來智能移動機器人走向生活，安全可靠，操作簡單是其趨勢。盡管智能移動機器人以驚人的速度在發展著，但是實現高適應性，智能化，情感化，多功能化的移動機器人還有很長的路要走。　　參考文獻：　　[1]　謝進,萬朝燕,杜立杰.機械原理(第2版)[M].北京:高等教育出版社,2010. 　　[2]　陳國華.機械機構及應用[M].北京:機械工業出版社,2008. 　　[3]　徐國保,尹怡欣,周美娟.智能移動機器人技術現狀及展望[J].機器人技術與應用,2007(2). 　　[4]　肖世德,唐猛,孟祥印,等.機電一體化系統監測與控制[M].四川:西南交通大學出版社,2011. 　　機器人的科技論文篇二：《淺談機器人設計方法》　　摘要：機器人是人類完成智能化中非常重要的工具，隨著時代的發展，機器人已經在世界有了一定的發展，甚至很多國家機器人已經運用到實際的生活中去。而機器人的設計方法無疑是很多人非常感興趣的問題，因此本文針對機器人的設計方法進行了詳細的探索。　　關鍵詞機器人;設計;方法　　1.前言　　縱觀人類的發展史，工具的進步才能帶動人類的文明，如今設計朝著智能化的方向在發展，機器人就是人類在發展智能化過程洪重要的產物，因此機器人常用的設計方法是設計師們必備的工具。　　2.控制系統的硬件設計　　在現代科學技術不斷發展的背景之下，工業現場所涉及到的重體力勞動量不斷提升。當中部分勞動任務的實現單單依靠人力是很難實現的。而為了良好的完成工業現場的相關生產作業任務。就需要通過對機器人裝置的研究與應用來實現機器人控制系統的硬件部分主要由5個模塊組成：控制模塊、循跡模塊、避障模塊、電機驅動模塊、電源模塊。　　(1)控制系統模塊。ATmega128為基于AVR RISC結構的8位低功耗CMOS微處理器，運算速度快，具有多路PWM輸出，可將測速、避障等電路產生的輸入信號進行處理，并輸出控制信號給驅動放大電路，從而控制電機轉速，此方式產生的PWM信號比用定時器中斷產生的PWM信號實時性更好，而且不會占用系統的定時器資源。　　(2)循跡模塊。循跡是指小車在比賽場地上循白色引導線線行走，循跡模塊的原理圖如圖2所示。循跡模塊采用灰度傳感器，發射管為普通LED燈，接收管為光敏三極管3DU33。工作原理為：不同顏色的物體對LED發射光反射不同的亮度，光敏三極管3DU33接收這些不同亮度的光線，就會呈現不同的電壓Vx。Vx輸入到比較器LM339的同相端，并與電位器設定的電壓V0相比較，當Vx>V0時，比較器輸出高電平，當Vx循跡機器人前后兩端均是由7個灰度傳感器組成的循跡模塊。其中，中間三個灰度傳感器起巡線的作用，兩端的灰度傳感器起探測彎道作用，剩下兩個灰度傳感器交替進行巡線和探測彎道。實驗證明，這樣的灰度傳感器的布置圖，機器人循跡的效果好，且“性價比”非常高。　　(3)避障模塊。避障模塊主要使用的是紅外發射接收傳感器，當紅外感應避障模塊靠近物體時，輸出低電平信號;當沒有感應到物體時，輸出高電平信號。將該信號線接入到單片機的控制端口，控制程序就能起到探測障礙物的作用，當在機器人行進的路徑上就可以發現有障礙物并及時避開繞行。　　(4)驅動模塊。循跡避障機器人要求行走靈活、反應快速，因此要求驅動電機具有“轉速快、制動及時”等特點。我們設計制作的循跡避障機器人采用中鳴公司的JMP-BE-3508I驅動板模塊，其輸入電壓為11V到24V，最大輸出電流為20A，滿足快速前進、制動、轉彎的要求。并且電機速度達到500rpm，堵轉力矩為8KG.CM，具有很強的剎車功能。利用單片機的四路PWM輸出信號，分別控制四個輪子的轉速。并采用“四輪驅動”、“差速轉彎”的方式實現機器人的前進、后退與轉彎。　　(5)電源模塊。循跡機器人的電源模塊主要實現以下三大功能：①穩定輸出5V工作電壓。故我們設計制作的電源模塊以7805芯片為核心，把輸入電壓截止到5V。②提供足夠的電流。7805芯片最大輸出電流為1.5A，而循跡機器人需要較大電流，所以我們使用了兩片7805芯片分別對控制系統和外部設備進行供電。③濾波。在7805芯片的輸入、輸出端分別并聯104貼片電容和10μF的電解電容，過濾高頻、低頻信號。　　3.軟硬件模塊開發流程和界面程序　　(1)圖像處理模塊：照相機實時捕捉圖像，處理轉化后和初始圖像進行處理比較，找出圖像中差異的位置通過TCP傳輸。　　(2)TCP通信模塊：視覺系統通過以太網連接貝加萊控制器，控制器可以作客戶機或服務器實時傳輸數據，：定義結構體用于視覺系統傳輸位姿給機器人和機器人實時反饋位姿和信號狀態數據給視覺系統。　　(3)位置轉換模塊：把視覺系統的位姿轉換為機器人的位姿傳輸給機器人，控制機器人運行。　　(4)軌跡規劃模塊：進行運動軌跡規劃和速度規劃，根據機器人當前的位置和目標位置，選擇最優的運動軌跡(直線、圓弧、不規則曲線等運動軌跡)，然后對軌跡、速度進行插補，插補值調用機器人運動學算法計算軌跡的可靠性，再把實時插補的位置、速度傳送給運動控制模塊。　　(5)運動控制模塊：根據實時插補的值結合加速度、加加速度等控制參數給驅動器。　　(6)伺服模塊：根據控制器所發送數據，結合各伺服控制參數，驅動電機以最快響應和速度運行到各個位置。　　4.機器人精度標定和視覺軟件處理　　4.1精度標定　　精度的標定包括機器人精度標定和機器人相對于視覺照相機位置標定。機器人運動前，需要用激光跟蹤儀標定準確各軸桿長、零點、減速比、耦合比等機械參數，給運動學、控制器系統，機器人才能按理論軌跡運行準確。行到指定點。通過三點法、六點法標定機器人相對于視覺照相機的X、Y、Z方向距離給位置轉化模塊，確定機器人坐標系相對于照相機坐標系的轉化關系。　　4.2視覺處理軟件　　包括固定視覺系統標定模塊和移動視覺系統標定模塊。視覺系統安裝在固定位置相當于給機器人建立照相機一個用戶坐標系，此模塊用于運算機器人和固定視覺系統之間位姿轉換關系。視覺系統安裝在機器人末端法蘭位姿相當于給機器人建立照相機一個工具坐標系，隨著機器人運動而實時改變位置，此模塊用于運算機器人和動態視覺系統之間位姿轉換關系。實時處理傳輸機器人、視覺系統和以太網的運行通信狀態以及出錯狀態處理。　　4.3人機界面設計及實現　　當機器人出現故障，不能自動移動位置時，比如碰到硬件限位或出現碰撞現象時，此時可以進入手動頁面，選擇機器人操作，移動機器人到指定位置。對于新建碼垛工藝線，需要配置系統參數、位置信息、以及產品參數，等必要的信息。碼垛數據編輯與創建的功能，產品覆蓋了袋子、箱子，以及可變數量抓取的功能。可以添加產品數量，改變產品方向，單步數量修改，產品位置移動以及旋轉等設置。本頁面中，示例生成了每層五包的袋裝產品，編號從1到5，可以通過調整編號的順序，達到改變產品的實際碼垛順序。　　5.結束語　　總之，在進行機器人的設計過程中，要根據設計的用途進行針對性的設計，對于設計過程中出現的問題要及時的采用上述的思維方法進行解決，隨著機器智能化的推廣，無疑機器人的設計在未來會有更廣闊的天空。　　參考文獻：　　[1]張海平，陳彥. Wincc在打包機人機界面中的設計與應用[J].HMI與工業軟件，2012(3)：70-72. 　　[2]朱華棟，孔亞廣.嵌入式人機界面的設計[J].中國水運，2008(11)：125-126. 　　[3]金長新，李偉.基于Windows CE的車載電腦系統人機界面的實現[J].微計算機信息，2005(21)：132-134. 　　機器人的科技論文篇三：《淺談igm焊接機器人的故障處理》　　[摘要]機器人技術綜合了計算機、控制理論、機構學、信息和傳感技術、人工智能等多學科而形成的高新技術。本文通過介紹igm焊接機器人的工作原理，以及在實際工作中機器人的常見故障現象，對故障產生的原因進行分析，并提出了相應的維修方法。　　[關鍵詞]igm焊接機器人工作原理故障處理　　0 前言　　機器人技術是綜合了計算機、控制理論、機構學、信息和傳感技術、人工智能等多學科而形成的高新技術。這門新型技術的介入，對維修技術人員提出了更高要求。如何保證焊接機器人的可靠性、穩定性，發揮機器人的最大優勢，針對機器人的故障維修及設備維護保養工作就尤顯重要。　　1 igm焊接機器人組成及工作原理　　1.1 igm焊接機器人的組成　　igm焊接機器人是從事焊接(包括切割與噴涂)的工業機器人，它加工精細、動作靈巧、焊接精度高、焊縫成形好。在機械行業中得到了廣泛的應用。　　1.2 igm焊接機器人工作原理　　igm焊接機器人內部軸控制原理：通過數字伺服板DSE-IBS處理當前位置的校準、位置驅動、速度驅動等信息，處理后的信息送饋到伺服驅動器，由伺服驅動器內部的脈寬調制器調制，然后放大輸出推動伺服電機。伺服電機運動的同時，編碼器同步運行，并把采集的位置角度信息反饋給RDW控制板，通過RDW板的增量計算、數據整定后的位置信息回饋給DSE-IBS板，做下一個周期的計算處理，此過程反復進行從而實現了實時位置的更迭過程。　　2 igm焊接機器人故障診斷及分析　　2.1 焊接機器人故障類型　　焊接機器人故障類型可分為軟件故障和硬件故障，由機器軟件造成的故障，如系統停機死機的現象;由機器硬件造成的故障，如驅動單元、電氣元件各模塊的故障。就故障現象可分為人為故障和自然故障、突發故障三大類。對于維修來說，自然故障和突發故障的排除就顯得困難，因為這種維修不僅僅針對故障單元本身，還要對系統進行改進，這就需要周密分析，對故障診斷進行優化和改進，避免排除過的故障重復出現，使系統進一步穩定可靠。　　2.2 igm焊接機器人常見故障處理　　2.2.1 機器人開機后示教器無報警信息，但機械手無法正常引弧。首先檢查系統是否送絲送氣，發現送絲系統無法手動送絲，保護氣瓶有壓力，但是焊槍噴嘴處無保護氣。再檢查機械手焊接電纜、引弧板及送絲板，都沒有發現故障。這說明機械手的功能是正常的，可能是焊接回路不通暢。可以通過測量焊接回路阻抗來判斷焊接回路是否正常。　　回路阻抗的測試步驟：　　i把連接工件的地線接好，保證地線夾與工件接觸部分干凈良好; 　　ii接通機器人電柜電源，將福尼斯焊機電源開關撥至“I”位置; 　　iii在焊機二級菜單內選擇“r”功能。　　iv取下焊槍噴嘴，擰上導電嘴，將導電嘴貼緊工件表面。需要注意的是，測量過程中要確保導電嘴與工件接觸處的潔凈。測量進行時，送絲機和冷卻系統不啟動; 　　v輕按焊槍開關或點動送絲鍵。焊接回路阻抗值測算完成。測量過程中，右顯示屏顯示“run”; 　　vi焊接回路測算結束后顯示屏顯示測量值。測得的焊接回路阻抗是18 Ω(正常值以<20Ω為佳)，說明焊接機器人的焊接回路的通暢的。再斷電、通電調試，焊接機器人能正常引弧，應該是回路測試過程中通過連接接地夾、拆卸噴嘴、導電嘴等將回路未正常接觸處接通了。　　2.2.2 igm機器人在焊接過程中，引弧困難、焊接電流極不穩定，且經常斷弧，反復出現“Arc fault”電弧故障。　　i檢查接地電纜，測量回路電阻值為9.7Ω，正常　　值以<20Ω為佳。　　ii檢查焊絲直徑(Ф1.2)與送絲輪的公稱直徑相匹配。　　iii焊絲材料(G2Si)與焊接方式及焊接母材相匹配。　　iv后觀察焊槍噴嘴處，存在大量粉塵的切粉，手動送出的焊絲不光滑平整，有小量彎曲及傷絲情況，說明送絲不暢。　　v對送絲阻力進行檢測。將送絲鎖緊桿、壓緊桿打開，手盤焊絲盤將焊絲收回，發現阻力很大。多為送絲軟管堵塞或軟管與機械手夾角過大造成。　　vi檢查送絲輪磨損情況，V型送絲槽不易過深過寬，以正好放置一根Ф1.2規格的焊絲為佳，間隙過大，將影響送絲的穩定性，焊接電流的穩定性。拆下送絲輪，發現送絲輪磨損嚴重，圓度誤差較大，送絲槽過深。送絲機構一旦出現失控，就會高速送絲，焊接電源得不到正常的信號反饋(送絲速度的反饋采用光電測速)，不能提供穩定的電流、電壓，造成不能正常焊接。更換送絲輪、送絲軟管，并進行壓力調整，故障解除，焊接正常。　　2.2.3 igm機器人回零參數自動丟失。igm機器人在下一次開機時，回零參數自動丟失，重新校零、輸入參數，保存參數反復丟失。檢查示教電纜、接口、程序、軸卡、RDW板指示燈全部正常，檢查后備電池(緩沖電瓶，用于關機或意外掉電情況下，為系統提供短時間供電，進行信息的存儲)測量電壓值，一個為8.9V，一個為12 V，總電壓為21 V，正常值為24V，更換一組電池后一切正常，再未出現數據丟失現象。　　2.3 突發故障的分析及處理　　該故障無可預見性，事發突然。實際工作中出現最多。多為受環境影響的系統故障，如焊接機器人控制部分電路板故障、穩壓電源故障、通訊故障等，反映在機器人在工作時突然報警且無法消除報警。重新啟動又恢復正常，但不久又出現報警，這類故障造成整個系統不穩定。　　為了進一步判斷驅動器的好壞，縮小故障范圍，　　對編碼器進行檢查，RCI系列的機器人各軸所使用的編碼器是絕對編碼器，它是一種電磁部件，可以傳遞旋轉角度的信息，由兩個固定繞組(sin繞組和cos繞組)及一個參考繞組組成，原理基本上同旋轉變壓器相似。將X12插頭拔下，分別測量11-12、13-5、14-4端子阻值，結果沒有一項有阻值，說明編碼器出現異常。　　找到12軸伺服電機，檢查發現編碼器插頭鎖緊并帽已退出，插頭連接松動。將插頭重新安插，鎖緊到位，再次測量11-12端子阻值為94Ω，13-5端子阻值為65Ω，14-4端子阻值為65Ω，9-10端子阻值為600Ω，說明各繞組正常。上電后，驅動可正常打開，故障解除。　　3 結束語　　維修工作是理論指導實踐，實踐促進理論的一個反復過程，理論實踐的有機結合才會使維修人員更加深入，更加準確的判斷處理各種故障。工作中維修人員必須具有獨立思考分析判斷的能力，操作中一定要注意觀察，不可盲目更改焊接機器人設定、跳線等狀態，要養成做工作記錄的好習慣，歸納總結各類故障現象以及處理過程，積累故障診斷和維修方面的經驗，以提高維修水平。　　參考文獻　　[1] 戴光平.《焊接機器人故障診斷及維修技術》. 重慶：中國嘉陵工業股份有限公司，2003. 　　[2] 中國焊接協會成套設備與專業機具分會. 《焊接機器人實用手冊》.機械工業出版社，2014. 　　[3] 李德民.《焊接機器人的故障維修》. 長春：長客股份制造中心，2011. 猜你喜歡： 1. 關于科技論文的范文 2. 關于計算機的科技論文3000字 3. 數學科技論文800字 4. 自動化科技論文題目與范文

5，機器人的發明時事小論文1000字

機器人的發明時事小論文1000字，如下：　　在昨日高交會上，機器人清潔工、機器人操作工等受到參觀者青睞，它們有的應用在工業領域，有的將進入普通市民的家庭。　　小Q機器人　　你的智能小管家　　一款Qrobot機器人引來許多小朋友和年輕人圍觀。　　據了解，小Q是騰訊第一款實體產品，外形完全按照騰訊QQ企鵝外觀打造，能夠通過語音指令等多維交互方式，為用戶提供新聞、天氣、影音、股票、教育、娛樂、辦公等資訊和服務應用。　　每個小Q都有自己的編號，只需連接電腦上網，使用者便可在電腦待機模式下直接和它進行語音交流，使用者還能讓小Q掌握你的出行、工作、生活規律，做你的智能小管家。　　它還能朗讀新聞等各種文本資料，播報天氣，叫你起床，掃描搜索圖片和文字等，通過語音或動作提醒好友消息和郵件，提醒用戶工作日程表上的內容等。　　目前小Q在騰訊網上即可購買，價格在1000元左右。　　LED插件機器人　　填補西南地區空白　　昨日高交會上，出現一臺LED插件機器人，它是一款高速、高精度、高穩定性的工業機器人，主要應用于戶外燈具、汽摩等方面，可以自動完成各規格散料LED極性判斷、好壞檢驗、顏色分辨、排序、插件、剪角、折彎等一系列動作，實現散料LED插裝工序的全自動化。　　工作人員介紹，這款機器人填補了西南地區該領域的空白，實現全自動化操作代替人工。　　清潔機器人　　專給中央空調洗澡　　據了解，國內中央空調大部分運行了20年以上，卻從未清洗，其中一個重要原因就是清洗麻煩。昨天亮相的中央空調管道清潔機器人，就是針對該問題所設計。　　工作人員介紹，這種機器人可以在管道內前進、后退、回轉及原地轉向等，高效干凈地完成清污工作。　　孩子們的小發明　　給輸液針頭加一個固定器，衣柜改裝成方便抽取的衣櫥，給萬能充電器加一個放大鏡……高交會上，除了各種高科技產品，還有不少貼近生活的小發明，它們都出自十幾歲的娃娃之手。　　指環式輸液針固定器　　在2號展館，一位小朋友坐在凳子上，身旁掛著一個輸液瓶。原來，這個小朋友在展示自己的發明。　　項嘉華今年10歲，是人和街小學4年級學生。“我生了幾次病，常常到醫院輸液。輸液過程中，我手一動，針頭就愛掉，醫生只能重新給我扎一針。”小嘉華說，為了減輕自己的痛苦，他將一個指環大小的C形夾固定在輸液器下方的過濾器上，當靜脈針固定好后，把指環套在手指頭上，輸液軟管就不會移位了。　　方便抽取衣物的衣柜　　一個金屬立桿套著幾張PVC隔板，每個隔板上放著一件疊好的衣服，把隔板抽出來，衣服就被取出來，上下層的衣服原封不動———這是12歲關泓辰的創意。　　關泓辰自豪地說，他家已經開始使用他發明的這種衣柜了。　　帶放大鏡的充電器　　加裝放大鏡的萬能手機充電器，你見過嗎？　　冉皓豐是小學5年級學生，為了讓爺爺充電時看得清楚，在手機萬能充電器蓋板中央安裝一片放大鏡，使電池接觸片和充電器的接觸片都被放大了。來源：記者

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6，機器人概述論文

數字化家庭是未來智能小區系統的基本單元。所謂“數字化家庭”就是基于家庭內部提供覆蓋整個家庭的智能化服務，包括數據通信、家庭娛樂和信息家電控制功能。數字化家庭設計的一項主要內容是通信功能的實現，包括家庭與外界的通信及家庭內部相關設施之間的通信。從現在的發展來看，外部的通信主要通過寬帶接入。intenet，而家庭內部的通信，筆者采用目前比較具有競爭力的藍牙(bluetootlh)無線接入技術。傳統的數字化家庭采用pc進行總體控制，缺乏人性化。筆者根據人工情感的思想設計一種配備多種外部傳感器的智能機器人，將此智能機器人視作家庭成員，通過它實現對數字化家庭的控制。本文主要就智能機器人在數字化家庭醫療保健方面的應用進行模型設計，在智能機器人與醫療儀器和控制pc的通信采用藍牙技術。整個系統的成本較低，功能較為全面，擴展應用非常廣闊，具有極大的市場潛力。2 智能機器人的總體設計 2．1 智能機器人的多傳感器系統機器人智能技術中最為重要的相關領域是機器人的多感覺系統和多傳感信息的集成與融合[1]，統稱為智能系統的硬件和軟件部分。視覺、聽覺、力覺、觸覺等外部傳感器和機器人各關節的內部傳感器信息融合使用，可使機器人完成實時圖像傳輸、語音識別、景物辨別、定位、自動避障、目標物探測等重要功能；給機器人加上相關的醫療模塊(ccd、camera、立體麥克風、圖像采集卡等)和專用醫療傳感器部件，再加上醫療專家系統就可以實現醫療保健和遠程醫療監護功能。智能機器人的多傳感器系統框圖如圖1所示。 2．2 智能機器人控制系統機器人控制系統包含2部分：一是上位機，一般采用pc，它完成機器人的運動軌跡規劃、傳感器信息融合控制算法、視覺處理、人機接口及遠程處理等任務；二是下位機，一般采用多單片機系統或dsp等作為控制器的核心部件，完成電機伺服控制、反饋處理、圖像處理、語音識別和通信接口等功能。如果采用多單片機系統作為下位機，每個處理器完成單一任務，通過信息交換和相互協調完成總體系統功能，但其在信號處理能力上明顯有所欠缺。由于dsp擅長對信號的處理，而且對此智能機器人來說經常需要信號處理、圖像處理和語音識別，所以采用dsp作為智能機器人控制系統的控制器[2]。控制系統以dsp(tms320c54x)為核心部件，由藍牙無線通信、gsm無線通信(支持gprs)、電機驅動、數字羅盤、感覺功能傳感器(視覺和聽覺等)、醫療傳感器和多選一串口通信(rs-232)模塊等組成，控制系統框圖如圖2所示。 (1)系統通過驅動電機和轉向電機控制機器人的運動，轉向電機利用數字羅盤的信息作為反饋量進行pid控制。 (2)采用愛立信(ericsson)公司的rokl01007型電路作為藍牙無線通信模塊，實現智能機器人與上位機pc的通信和與其他基于藍牙模塊的醫療保健儀器的通信。 (3)支持gprs的gsm無線通信模塊支持數據、語音、短信息和傳真服務，采用手機通信方式與遠端醫療監控中心通信。 (4)由于tms320c54x只有1個串行口，而藍牙模塊、gsm無線模塊、數字羅盤和視覺聽覺等感覺功能傳感器模塊都是采用rs一232異步串行通信，所以必須設計1個多選一串口通信模塊進行轉換處理。當tms320c54x需要藍牙無線通信模塊的數據時通過電路選通；當t~ms320c54x需要某個傳感器模塊的數據時，關斷上次無線通信模塊的選通，同時選通該次傳感器模塊。這樣，各個模塊就完成了與1~ms320c54x的串口通信。3 主要醫療保健功能的實現智能機器人對于數字化家庭的醫療保健可以提供如下的服務： (1)醫療監護通過集成有藍牙模塊的醫療傳感器對家庭成員的主要生理參數如心電、血壓、體溫、呼吸和血氧飽和度等進行實時檢測，通過機器人的處理系統提供本地結果。 (2)遠程診斷和會診通過機器人的視覺和聽覺等感覺功能，將采集的視頻、音頻等數據結合各項生理參數數據傳給遠程醫療中心，由醫療中心的專家進行遠程監控，結合醫療專家系統對家庭成員的健康狀況進行會診，即提供望(視頻)、聞、問(音頻)、切(各項生理參數)的服務[3]。 3．1機器人視覺與視頻信號的傳輸機器人采集的視頻信號有2種作用：提供機器人視覺；將采集到的家庭成員的靜態圖像和動態畫面傳給遠程醫療中心。機器人視覺的作用是從3維環境圖像中獲得所需的信息并構造出環境對象的明確而有意義的描述。視覺包括3個過程： (1)圖像獲取。通過視覺傳感器(立體影像的ccd camera)將3維環境圖像轉換為電信號。 (2)圖像處理。圖像到圖像的變換，如特征提取。 (3)圖像理解。在處理的基礎上給出環境描述。通過視頻信號的傳輸，遠程醫療中心的醫生可以實時了解家庭成員的身體狀況和精神狀態。智能機器人根據醫生的需要捕捉適合醫療保健和診斷需求的圖像，有選擇地傳輸高分辨率和低分辨率的圖像。在醫療保健的過程中，對于圖像傳送有2種不同條件的需求： (1)醫生觀察家庭成員的皮膚、嘴唇、舌面、指甲和面部表情的顏色時，需要傳送靜態高清晰度彩色圖像；采用的方法是間隔一段時間(例如5分鐘)傳送1幅高清晰度靜態圖像。 (2)醫生借助動態畫面查看家庭成員的身體移動能力時，可以傳送分辨率較低和尺寸較小的圖像，采用的方法是進行合理的壓縮和恢復以保證實時性。 3．2機器人聽覺與音頻信號的傳輸機器人采集的音頻信號也有2種作用：一是提供機器人聽覺；二是借助于音頻信號，家庭成員可以和醫生進行溝通，醫生可以了解家庭成員的健康狀況和心態。音頻信號的傳輸為醫生對家庭成員進行醫療保健提供了語言交流的途徑。機器人聽覺是語音識別技術，醫療保健智能機器人帶有各種聲交互系統，能夠按照家庭成員的命令進行醫療測試和監護，還可以按照家庭成員的命令做家務、控制數字化家電和照看病人等。聲音的獲取采用多個立體麥克風。由于聲音的頻率范圍大約是300hz一3400hz，過高或過低頻率的聲音在一般情況下是不需要傳輸的，所以只用傳送頻率范圍在1000hz-3000hz的聲音，醫生和家庭成員就可以進行正常的交流，從而可以降低傳輸音頻信號所占用的帶寬，再采用合適的通信音頻壓縮協議即可滿足實時音頻的要求。智能機器人的聽覺系統如圖3所示。3．3各項生理信息的采集與傳輸傳統檢測設備通過有線方式連到人體上進行生理信息的采集，各種連線容易使病人心情緊張，從而導致檢測到的數據不準確。使用藍牙技術可以很好地解決這個問題，帶有藍牙模塊的醫療微型傳感器安置在家庭成員身上，盡量使其不對人體正常活動產生干擾，再通過藍牙技術將采集的數據傳輸到接收設備并對其進行處理。在智能機器人上安裝1個帶有藍牙模塊的探測器作為接收設備，各種醫療傳感器將采集到的生理信息數據通過藍牙模塊傳輸到探測器，探測器有2種工作方式：一是將數據交給智能機器人處理，提供本地結果；二是與internet連接(也可以通過gsm無線模塊直接發回)，通過將數據傳輸到遠程醫療中心，達到醫療保健與遠程監護的目的。視頻和音頻數據的傳輸也采用這種方式。智能機器人的數據傳輸系統如圖4所示。 4 藍牙模塊的應用 4．1藍牙技術概況藍牙技術[4]是用于替代電纜或連線的短距離無線通信技術。它的載波選用全球公用的2．4ghz(實際射頻通道為f=2402 k×1mhz，k=0，1，2，…，78)ism頻帶，并采用跳頻方式來擴展頻帶，跳頻速率為1600跳/s。可得到79個1mhz帶寬的信道。藍牙設備采用gfsk調制技術，通信速率為1mbit/s，實際有效速率最高可達721kbit/s，通信距離為10m，發射功率為1mw；當發射功率為100mw時，通信距離可達100m，可以滿足數字化家庭的需要。 4．2藍牙模塊 rokl01007型藍牙模塊[5]是愛立信公司推出的適合于短距離通信的無線基帶模塊。它的集成度高、功耗小(射頻功率為1mw)，支持所有的藍牙協議，可嵌入任何需要藍牙功能的設備中。該模塊包括基帶控制器、無線收發器、閃存、電源管理模塊和時鐘5個功能模塊，可提供高至hci(主機控制接口)層的功能。單個藍牙模塊的結構如圖5所示。 4．3主，從設備硬件組成藍牙技術支持點到點ppp(point-t0-point pro-tocol)和點對多點的通信，用無線方式將若干藍牙設備連接成1個微微網[6]。每個微微網由1個主設備(master)和若干個從設備(slave)組成，從設備最多為7臺。主設備負責通信協議的動作，mac地址用3位來表示，即在1個微微網內可尋址8個設備(互聯的設備數量實際是沒有限制的，只不過在同一時刻只能激活8個，其中1個為主，7個為從)。從設備受控于主設備。所有設備單元均采用同一跳頻序列。將帶有藍牙模塊的微型醫療傳感器作為從設備，將智能機器人上的帶有藍牙模塊的探測器作為主設備。主從設備的硬件主要包括天線單元、功率放大模塊、藍牙模塊、嵌入式微處理器系統、接口電路及一些輔助電路。主設備是整個藍牙的核心部分，要完成各種不同通信協議之間的轉換和信息共享，以及同外部通信之間的數據交換功能，同時還負責對各個從設備的管理和控制。 5 結束語隨著社會的進步，經濟的發展和人民生活水平的提高，越來越多的人需要家庭醫療保健服務。文中提出的應用于數字化家庭醫療保健服務的智能機器人系統的功能較為全面，且在家用智能機器人、基于藍牙技術的智能家居和數字化醫院等方面的拓展應用非常廣闊，具有極大的市場潛力。

7，機器人基礎知識論文

原發布者:陳世林2工業機器人論文論文題目:工業機器人的特征與發展學生姓名：2012年11月29日摘摘要：機器人一詞的出現和世界上第一臺工業機器人的問世都是近幾十年的事。然而在西周時期，我國的能工巧匠偃師就研制出了能歌善舞的伶人，這是我國最早記載的機器人。進入20世紀后，機器人的研究與開發得到了更多人的關心與支持，一些適用化的機器人相繼問世。1959年第一臺工業機器人在美國誕生，開創了機器人發展的新紀元。工業機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學科先進技術于一體的現代制造業重要的自動化裝備。機器人技術及其產品已成為柔性制造系統(FMS)、自動化工廠(FA)、計算機集成制造系統(CIMS)的自動化工具。廣泛采用工業機器人,不僅可提高產品的質量與數量,而且保障人身安全、改善勞動環境、減輕勞動強度、提高勞動生產率、節約材料消耗以及降低生產成本有著十分重要的意義。工業機器人的廣泛應用正在日益改變著人類的生產和生活方式。關鍵字：組成控制與編程發展現狀國內趨勢機器人是一個在三維空間，具有角度自由度的并能實現眾擬人動作和功能的機器；工業機器人是能模擬人手臂.手腕和手功能的機電一體化產品，它可以把任意物體或工具按空間位置的識辨要求進行移動可實現工業生產的要求。它們通常配備有機械手、刀具或其他可裝配的加工工具，以及能夠執行搬運操作與加工制造的任務。工業機器人由主體、驅動系統和控制系統三個基本部分組成。主體即機座

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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如何才能更好地跟蹤控制信號的理論。德沃爾曾于1946年發明了一種系統，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，認為汽車工業最適于用機器人干活，因為是用重型機器進行工作，生產過程較為固定。1959年，英格伯格和德沃爾聯手制造出第一臺工業機器人。機器人分類機器人的分類關于機器人如何分類，國際上沒有制定統一的標準，有的按負載重量分，有的按控制方式分，有的按自由度分，有的按結構分，有的按應用領域分。一般的分類方式：示教再現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。數控型機器人不必使機器人動作，通過數值、語言等對機器人進行示教，機器人根據示教后的信息進行作業。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”工作的經驗，具有一定的學習功能，并將所“學”的經驗用于工作中。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境出發，將機器人分為兩大類，即工業機器人和特種機器人。所謂工業機器人就是面向工業領域的多關節機械手或多自由度機器人。而特種機器人則是除工業機器人之外的、用于非制造業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、農業機器人、機器人化機器等。在特種機器人中，有些分支發展很快，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，從應用環境出發將機器人也分為兩類：制造環境下的工業機器人和非制造環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展，有關倫理的、社會的、哲學的思考越來越多。雖然現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。或許有一天，人類必須思考："沒有機器人，人將變為機器；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。是時候對機器人問題展開全面的哲學思考了！一、機器人會成為生物嗎？關于機器人的定義，現在還沒有準確的說法。不過，從現有的機器人來看，機器人肯定還只是機器。現有的機器人都只是仿人的機器。比如說，汽車生產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。現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基礎。機器人會不會是生物呢？現有的機器人大都是金屬、導線和硅晶體的產物，肯定不是生物，以后的機器人會不會是呢？我們現在無從判斷。從物質成份上來說，人體所包含的元素、比例、結構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、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，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區別。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別。還有一個不容忽視的地方，現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，機器人即使不是生物，比如說他的思維載體仍是集成電路而不是生物神經元，他的外部器官仍是金屬、橡膠等，那又有什么關系呢？從單個器官的能力來說，機器人肯定是要超過人類的，比如說電腦智力具有可延續性、可集中性、可輸入性、思維的高速度等特性，機械手可以在非常惡劣的環境下工作。人類之所以能夠控制機器人，非常重要的一點就在于人類沒有或者說還沒能力賦予機器人全面的能力，人類的綜合能力還是要強于機器人的。例如，電腦再發達，但是在沒有外部器官去實現其思維的時候也是白搭。但是如果機器人具有了人類的全面能力，甚至在綜合能力上超過人類，事情就會變得非常復雜了。三、機器人會有感情嗎？如果機器人的綜合能力超過了人類，后果會怎么樣呢？阿西莫夫提出了機器人忠于人類的三大定律（1.機器人絕不能傷害任何真人。2.機器仍要服從人的指揮。除非違反第一定律。3.絕不能傷害自己，除非違反第一.二定律。）但里面有一個關鍵問題值得探討：機器人會不會有自主意識？如果機器人沒有自主意識，能力再強也仍然只是忠順的奴仆，對于完全忠順的奴仆，我們是不用害怕他的能力的，能力越強對主人越有用。但是如果機器人有自主意識，那么能力強就將是一件非常危險的事情了。要有自主意識，首要的一點是要有感情，或者說，要有欲望，例如，求生欲、占有欲、統治欲等。阿西莫夫在《我，機器人》中并沒有探討這個問題，而是把機器人的感情和欲望當作整部小說展開的前提。感情和欲望在生物界中是一種本能，這種本能不是靠思維來完成的，例如剛出生的嬰兒就會吃奶，就有求生欲。機器人沒有這些生物基因，光靠思維是不是就會產生感情和欲望呢？這些還有待科學去進一步解決。大家不會忘記的是，1985年，前蘇聯國際象棋冠軍古德柯夫在與機器人棋手下棋時，被機器人釋放在金屬棋盤上的強大電流擊斃。對此，有人猜測是因為機器人棋手連輸三局，惱羞成怒所采取的報復舉動。不過，這種說法并不一定成立。據日本郵政和電信部門組織的一個研究小組的研究顯示，專家認為，機器人發生事故的原因不外乎3種：1，硬件系統故障；2，軟件系統故障；3，電磁波的干擾。四、機器人能進行自我繁殖嗎？機器人的壽命或許要比人類長，綜合能力超過人類的機器人在遇到故障的時候要進行自我修復也許也只是小CASE，但任何東西都不可能長生不老，機器人也不能例外。在這方面，人有一個作為生物的基本優勢，那就是具有自我繁殖的能力，可以通過繁殖下一代進行種群延續。這是生物的本能，機器人就算在綜合能力上強過人類，但在這方面卻沒有任何優勢可言。機器人會有自我繁殖能力嗎？這里面所說的自我繁殖能力，顯然不是指那種由人類控制的，完全由機器人操作的機器人工廠的生產方式，在這種復制或者說繁殖的過程中起主導作用的仍然是人。我們要說的是機器人具有的不受外來因素控制的繁殖能力。有報道說英國人工智能和機器人權威專家安東尼·王爾德博士自稱有一種名為SRBAs("自我復制戰斗機器人"的縮寫)的新型機器人樣機正在研制中，這種機器人內置了可以進行自我復制的程序。據稱，只需造出這種"雌""雄"機器人各一具，他們就可以迅速開始復制下一代。這種機器人在復制前需要"交配"，"雌雄"機器人通過胸部來進行復制程序的對接，30分鐘后"雌"體機器人就可以把一個球狀的復制機器人從體內彈射出來，在一周內新的機器人便發育成熟。這一過程實際上是由機器人體內無數微型機器人所完成的，它們的功能類似單細胞器官，但是效率驚人。每個"雌"體機器人一天可以"產"下12個新機器人，而且它們的"交配"根本不需要感情因素介入。而且，機器人之間的"交配"是非常冷靜的過程，"就像插入一把車鑰匙一樣"。雌雄交配并產生后一代，是生物所特有的有性生殖方式，現有的機器人根本就不是生物，靠一個自我復制程序就能解決嗎？且不說別的，他們進行繁殖的物質基礎在哪里呢？報道說是靠機器人體內的微型機器人來完成，那也就是說在造這兩個機器人的時候已經在其體內植入了微型機器人，但植入的微型機器人本身就是人類制造的，只不過把這兩個機器人當作一種生產工具罷了。如果說是這兩個機器人具有自動產生微型機器人的能力，那么我想知道的是，產生這些微型機器人的物質基礎又在哪里呢？我們知道，構成機器人的材料諸如金屬、橡膠、硅晶體等物質并不像生物機體那樣具有可生長性，除非是這兩個機器人把自己體內的物質分給這些微型機器人，但這種物質分割能稱之為繁殖嗎？否則，連基本的物質守衡定理都違反了，可能嗎？還有一個疑點，他們生產出來的小機器人又是怎么一個生長發育法呢？難道這些機器人也具備了生物機體一樣的生長性嗎？五、機器人會有想像力嗎？人類的發展進步，想像力是最基本的進步源動力。想像力向來是人類智力最重要的部分，因為它決定信息組合和構造的各種可能性。有限的信息被輸入人類個體時，人們使用想像力從這些信息推得世界的全貌。當天馬行空的想像力運行的時候，一切事物的細微聯系被挖掘出來，一切信息組合的方式被一一考察，一切新知識從不可能處冒出來，想像力令人類智力可以向無限拓展延伸，也使天才與平庸最重要的區別。正是因為追求夢想的實現，人類才有了前進的方向和進步的動力，如果沒有想像力，人類也許還住在山洞里與蛇蝎為伍。那么，機器人會具有想像力嗎？或者換一個更容易為大家所接受的問題：機器人會做夢嗎？關于做夢的物質基礎，現在還沒誰能夠說的清楚，但起碼有一點我想是可以肯定的，現有的電腦的這種嚴格的邏輯運算方式是產生不了想像力的，也是肯定不會做夢的。今后會不會產生會做夢的電腦？誰也不知道。如果不能的話，機器人的能力再強大，也只不過是對現有的東西進行補充完善而已。換句通俗的話說，補鍋匠的手藝再好，也做不出電飯鍋來。如果機器人沒有想像力，那么就算能夠自我繁殖，也只不過是一種簡單的自我復制罷了，這個群體永遠無法進化。所以，我們可以樂觀地說："當機器人變得比人類更能干的時候，最少，我們有夢想！"而這，就是人類控制機器人的鑰匙。機器人知識機器人技術基礎機器人的知識有關機器人的知識焊接機器人知識機器人知識英文版百科知識庫機器人機器人機器人總動員納米機器人

智能機器人論文數字化家庭是未來智能小區系統的基本單元。所謂“數字化家庭”就是基于家庭內部提供覆蓋整個家庭的智能化服務，包括數據通信、家庭娛樂和信息家電控制功能。數字化家庭設計的一項主要內容是通信功能的實現，包括家庭與外界的通信及家庭內部相關設施之間的通信。從現在的發展來看，外部的通信主要通過寬帶接入。intenet，而家庭內部的通信，筆者采用目前比較具有競爭力的藍牙(bluetootlh)無線接入技術。傳統的數字化家庭采用pc進行總體控制，缺乏人性化。筆者根據人工情感的思想設計一種配備多種外部傳感器的智能機器人，將此智能機器人視作家庭成員，通過它實現對數字化家庭的控制。本文主要就智能機器人在數字化家庭醫療保健方面的應用進行模型設計，在智能機器人與醫療儀器和控制pc的通信采用藍牙技術。整個系統的成本較低，功能較為全面，擴展應用非常廣闊，具有極大的市場潛力。2 智能機器人的總體設計2．1 智能機器人的多傳感器系統機器人智能技術中最為重要的相關領域是機器人的多感覺系統和多傳感信息的集成與融合[1]，統稱為智能系統的硬件和軟件部分。視覺、聽覺、力覺、觸覺等外部傳感器和機器人各關節的內部傳感器信息融合使用，可使機器人完成實時圖像傳輸、語音識別、景物辨別、定位、自動避障、目標物探測等重要功能；給機器人加上相關的醫療模塊(ccd、camera、立體麥克風、圖像采集卡等)和專用醫療傳感器部件，再加上醫療專家系統就可以實現醫療保健和遠程醫療監護功能。智能機器人的多傳感器系統框圖如圖1所示。2．2 智能機器人控制系統機器人控制系統包含2部分：一是上位機，一般采用pc，它完成機器人的運動軌跡規劃、傳感器信息融合控制算法、視覺處理、人機接口及遠程處理等任務；二是下位機，一般采用多單片機系統或dsp等作為控制器的核心部件，完成電機伺服控制、反饋處理、圖像處理、語音識別和通信接口等功能。如果采用多單片機系統作為下位機，每個處理器完成單一任務，通過信息交換和相互協調完成總體系統功能，但其在信號處理能力上明顯有所欠缺。由于dsp擅長對信號的處理，而且對此智能機器人來說經常需要信號處理、圖像處理和語音識別，所以采用dsp作為智能機器人控制系統的控制器[2]。控制系統以dsp(tms320c54x)為核心部件，由藍牙無線通信、gsm無線通信(支持gprs)、電機驅動、數字羅盤、感覺功能傳感器(視覺和聽覺等)、醫療傳感器和多選一串口通信(rs-232)模塊等組成，控制系統框圖如圖2所示。 (1)系統通過驅動電機和轉向電機控制機器人的運動，轉向電機利用數字羅盤的信息作為反饋量進行pid控制。(2)采用愛立信(ericsson)公司的rokl01007型電路作為藍牙無線通信模塊，實現智能機器人與上位機pc的通信和與其他基于藍牙模塊的醫療保健儀器的通信。(3)支持gprs的gsm無線通信模塊支持數據、語音、短信息和傳真服務，采用手機通信方式與遠端醫療監控中心通信。(4)由于tms320c54x只有1個串行口，而藍牙模塊、gsm無線模塊、數字羅盤和視覺聽覺等感覺功能傳感器模塊都是采用rs一232異步串行通信，所以必須設計1個多選一串口通信模塊進行轉換處理。當tms320c54x需要藍牙無線通信模塊的數據時通過電路選通；當t~ms320c54x需要某個傳感器模塊的數據時，關斷上次無線通信模塊的選通，同時選通該次傳感器模塊。這樣，各個模塊就完成了與1~ms320c54x的串口通信。3 主要醫療保健功能的實現智能機器人對于數字化家庭的醫療保健可以提供如下的服務：(1)醫療監護通過集成有藍牙模塊的醫療傳感器對家庭成員的主要生理參數如心電、血壓、體溫、呼吸和血氧飽和度等進行實時檢測，通過機器人的處理系統提供本地結果。(2)遠程診斷和會診通過機器人的視覺和聽覺等感覺功能，將采集的視頻、音頻等數據結合各項生理參數數據傳給遠程醫療中心，由醫療中心的專家進行遠程監控，結合醫療專家系統對家庭成員的健康狀況進行會診，即提供望(視頻)、聞、問(音頻)、切(各項生理參數)的服務[3]。3．1機器人視覺與視頻信號的傳輸機器人采集的視頻信號有2種作用：提供機器人視覺；將采集到的家庭成員的靜態圖像和動態畫面傳給遠程醫療中心。機器人視覺的作用是從3維環境圖像中獲得所需的信息并構造出環境對象的明確而有意義的描述。視覺包括3個過程：(1)圖像獲取。通過視覺傳感器(立體影像的ccd camera)將3維環境圖像轉換為電信號。(2)圖像處理。圖像到圖像的變換，如特征提取。(3)圖像理解。在處理的基礎上給出環境描述。通過視頻信號的傳輸，遠程醫療中心的醫生可以實時了解家庭成員的身體狀況和精神狀態。智能機器人根據醫生的需要捕捉適合醫療保健和診斷需求的圖像，有選擇地傳輸高分辨率和低分辨率的圖像。在醫療保健的過程中，對于圖像傳送有2種不同條件的需求：(1)醫生觀察家庭成員的皮膚、嘴唇、舌面、指甲和面部表情的顏色時，需要傳送靜態高清晰度彩色圖像；采用的方法是間隔一段時間(例如5分鐘)傳送1幅高清晰度靜態圖像。(2)醫生借助動態畫面查看家庭成員的身體移動能力時，可以傳送分辨率較低和尺寸較小的圖像，采用的方法是進行合理的壓縮和恢復以保證實時性。3．2機器人聽覺與音頻信號的傳輸機器人采集的音頻信號也有2種作用：一是提供機器人聽覺；二是借助于音頻信號，家庭成員可以和醫生進行溝通，醫生可以了解家庭成員的健康狀況和心態。音頻信號的傳輸為醫生對家庭成員進行醫療保健提供了語言交流的途徑。機器人聽覺是語音識別技術，醫療保健智能機器人帶有各種聲交互系統，能夠按照家庭成員的命令進行醫療測試和監護，還可以按照家庭成員的命令做家務、控制數字化家電和照看病人等。聲音的獲取采用多個立體麥克風。由于聲音的頻率范圍大約是300hz一3400hz，過高或過低頻率的聲音在一般情況下是不需要傳輸的，所以只用傳送頻率范圍在1000hz-3000hz的聲音，醫生和家庭成員就可以進行正常的交流，從而可以降低傳輸音頻信號所占用的帶寬，再采用合適的通信音頻壓縮協議即可滿足實時音頻的要求。智能機器人的聽覺系統如圖3所示。3．3各項生理信息的采集與傳輸傳統檢測設備通過有線方式連到人體上進行生理信息的采集，各種連線容易使病人心情緊張，從而導致檢測到的數據不準確。使用藍牙技術可以很好地解決這個問題，帶有藍牙模塊的醫療微型傳感器安置在家庭成員身上，盡量使其不對人體正常活動產生干擾，再通過藍牙技術將采集的數據傳輸到接收設備并對其進行處理。在智能機器人上安裝1個帶有藍牙模塊的探測器作為接收設備，各種醫療傳感器將采集到的生理信息數據通過藍牙模塊傳輸到探測器，探測器有2種工作方式：一是將數據交給智能機器人處理，提供本地結果；二是與internet連接(也可以通過gsm無線模塊直接發回)，通過將數據傳輸到遠程醫療中心，達到醫療保健與遠程監護的目的。視頻和音頻數據的傳輸也采用這種方式。智能機器人的數據傳輸系統如圖4所示。4 藍牙模塊的應用4．1藍牙技術概況藍牙技術[4]是用于替代電纜或連線的短距離無線通信技術。它的載波選用全球公用的2．4ghz(實際射頻通道為f=2402 k×1mhz，k=0，1，2，…，78)ism頻帶，并采用跳頻方式來擴展頻帶，跳頻速率為1600跳/s。可得到79個1mhz帶寬的信道。藍牙設備采用gfsk調制技術，通信速率為1mbit/s，實際有效速率最高可達721kbit/s，通信距離為10m，發射功率為1mw；當發射功率為100mw時，通信距離可達100m，可以滿足數字化家庭的需要。4．2藍牙模塊 rokl01007型藍牙模塊[5]是愛立信公司推出的適合于短距離通信的無線基帶模塊。它的集成度高、功耗小(射頻功率為1mw)，支持所有的藍牙協議，可嵌入任何需要藍牙功能的設備中。該模塊包括基帶控制器、無線收發器、閃存、電源管理模塊和時鐘5個功能模塊，可提供高至hci(主機控制接口)層的功能。單個藍牙模塊的結構如圖5所示。4．3主，從設備硬件組成藍牙技術支持點到點ppp(point-t0-point pro-tocol)和點對多點的通信，用無線方式將若干藍牙設備連接成1個微微網[6]。每個微微網由1個主設備(master)和若干個從設備(slave)組成，從設備最多為7臺。主設備負責通信協議的動作，mac地址用3位來表示，即在1個微微網內可尋址8個設備(互聯的設備數量實際是沒有限制的，只不過在同一時刻只能激活8個，其中1個為主，7個為從)。從設備受控于主設備。所有設備單元均采用同一跳頻序列。將帶有藍牙模塊的微型醫療傳感器作為從設備，將智能機器人上的帶有藍牙模塊的探測器作為主設備。主從設備的硬件主要包括天線單元、功率放大模塊、藍牙模塊、嵌入式微處理器系統、接口電路及一些輔助電路。主設備是整個藍牙的核心部分，要完成各種不同通信協議之間的轉換和信息共享，以及同外部通信之間的數據交換功能，同時還負責對各個從設備的管理和控制。5 結束語隨著社會的進步，經濟的發展和人民生活水平的提高，越來越多的人需要家庭醫療保健服務。文中提出的應用于數字化家庭醫療保健服務的智能機器人系統的功能較為全面，且在家用智能機器人、基于藍牙技術的智能家居和數字化醫院等方面的拓展應用非常廣闊，具有極大的市場潛力。