工业机器人优秀课程设计学习报告.docx

机械和车辆学院工业机器人结课论文（-第一学期）论文题目：工业机器人课程设计实习汇报 -实现机器人服务人类还有多久姓名：学号：班级：机械电子工程四班指导老师：曹少泳时间： 11 月 18 日成绩：目录摘要：2关键词：21 机器人概述31.1机器人分类31.2机器人特点41.2.1通用性41.2.2适应性42 机器人职能42.1工业机器人42.2特种机器人53 服务人类的机器人53.1服务机器人分类63.1.1医疗服务机器人63.1.2健康福利服务机器人63.1.3公共服务机器人63.1.4家庭服务机器人73.1.5娱乐机器人73.1.6教育机器人73.2国内外服务机器人发展现状73.2.1欧美国家73.2.2韩国83.2.3中国83.3服务机器人市场需求及趋势93.4服务机器人为什么“可望不可即”93.5服务机器人还有多远104总结10参考文献11摘要：机器人一词出现和世界上第一台工业机器人问世全部是近几十年事。然而大家对机器人幻想和追求却已经有3000多年历史。人类期望制造一个像人一样机器，方便替换人类完成多种工作。在机器人大家族中，服务机器人是最晚出现，而拥有最有发展潜力机器人之一。但现阶段种种问题压迫服务机器人普及。在很多研究时间过长、研究经费庞大、构件材料高昂和控制系统复杂化情况下，服务机器人在未来段时间全部难以普及普罗大众。更何况要机器人服务人类，未尝有点天荒夜唐，但在部分科研汇报中表现到，服务机器人普及率正在逐年递增，在很多可省成本上研发者和厂家全部已经做出巨大贡献，人类未来服务机器人可将在未来二十年能够得到真正服务机器人服务人类。关键词：机器人 服务机器人 服务 未来 正文：1 机器人概述机器人（Robot）是自动实施工作机器装置。它既能够接收人类指挥，又能够运行预先编排程序，也能够依据以人工智能技术制订标准纲领行动。它任务是帮助或替换人类工作工作，比如生产业、建筑业，或是危险工作。国际上对机器人概念已经逐步趋近一致。通常来说，大家全部能够接收这种说法，即机器人是靠本身动力和控制能力来实现多种功效一个机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下定义：“一个可编程和多功效操作机；或是为了实施不一样任务而含有可用电脑改变和可编程动作专门系统。”它能为人类带来很多方便之处！1.1机器人分类相关机器人怎样分类，国际上没有制订统一标准，有按负载量分，有按控制方法分，有按自由度分，有按结构分，有按应用领域分。中国机器人教授从应用环境出发，将机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人；所谓工业机器人就是面向工业领域多关节机械手或多自由度机器人。而特种机器人则是除工业机器人之外、用于非制造业并服务于人类多种优异机器人，包含：服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。在特种机器人下，有些分支发展很快，有独立成体系趋势，如服务机器人、水下机器人、军用机器人、微操作机器人等。现在，国际上机器人学者，从应用环境出发将机器人也分为两类：制造环境下工业机器人和非制造环境下服务和仿人型机器人，这和中国分类是一致。表一 机器人分类分类名称简明解释操作型机器人能自动控制，可反复编程，有多个自由度，可固定或运动，用于相关 系统中程控型机器人按预先要求次序及条件，依次控制机器人机械动作。示教再现型机器人经过引导或其它方法，先教会机器人动作，输入工作程序，机器人则自动反复进行作业。数控型机器人经过数值、语言等对机器人进行示教，机器人依据示教后信息进行作业。分类名称简明解释感觉控制型机器人利用传感器获取信息控制机器人动作适应控制型机器人机器人能适应环境改变，控制其本身行动。学习控制型机器人机器人能“体会”工作经验，含有一定学习功效，并将所“学”经验用于工作中。智能机器人以人工智能决定其行动机器人1.2机器人特点机器人含有下列两个关键特征。1.2.1通用性机器人通用性（versatility）取决于其几何特征和机械能力。通用性指是某种实施不一样功效和完成多样简单任务实际能力。通用性也意味着，机器人含有可变几何结构，即依据生产工作需要进行变更几何结构；或说，在机械结构上许可机器人实施不一样任务或以不一样方法完成同一工作。1.2.2适应性机器人适应性（adaptivity）是指其对环境自适应能力，即所设计机器人能够自我实施未经完全指定任务，而不管任务实施过程中所发生没有估计到环境改变。这一能力要求机器人认识其环境，即含有些人工知觉。2 机器人职能2.1工业机器人机器人一向是受关注焦点。在工业上，多种类型工业机器人展示着“十八般武艺”，大家能够想象机器人是怎样替换人手进行部分高精度，高危险工作环境。我记得在电视上观看过中国国际工业博览会展会现场，有一场机器人“搬运比赛”不停上演，多家机器人企业带了现在利用极广高速“码垛机器人”。她们不仅比速度，而且还比“力气”，如日本发那科机器人就能一次性搬运整层货物。展会工作人员钱晶介绍，搬运、堆放货物是一件繁重工作，现在机器人已经能够替换人在车间、码头、仓库等完成这些物流工作。一个小型“智能机器人车身工厂”也被搬到了工博会现场，完成1辆车身焊接喷涂时间只需1分多钟。另外，还有“会雕刻机器人”，这台机器人正转动着机械臂刻绘一尊观音，线条清楚，速度极快工博会上出现这些工业机器人不仅是一个展示，已经应用到了实际生产、制造步骤。在记者采访ABB机器人业务单元中国区责任人顾纯元时，她认为：“工业机器人是劳动力和生产力解放。工业机器人在部分高危行业替换人完成任务，而且能将人从大量反复性、枯燥生产流水线上解放出来。同时，还大大提升了企业生产力和产品质量。”2.2特种机器人经过多年发展，机器人不再是制造业专题名词。伴随技术发展和社会需求，现在多种功效服务机器人相继出现，有能照料老人家政机器人、陪同孩子学习书童机器人、能够做饭厨师机器人等。在上海工博会上，除了“重磅出场”工业机器人外，还出现了很多服务机器人身影。在中国科学院展区，一个身着红色连衣裙，身高160厘米卡通智能服务机器人能和观众自由对话，这台机器人可充当迎宾小姐、展厅讲解员。而在复旦大学展区，名为“爱家一号”智能家庭服务机器人惹人喜爱。小家伙“人小鬼大”，能经过自动感应、远程遥控、语音交流等，让主人随时随地知晓家里一切。然而，相比能上天、入地、下海、替人类干“苦差事”工业机器人，这些智能服务机器人现在在现实生活中应用仍然极少，一般老百姓“可望而不可即”。3 服务人类机器人相信大家全部在很多科幻电影中接触过服务性机器人，服务机器人是机器人家族中一位年轻组员服务机器人应用范围很广，关键从事维护保养、修理、运输、清洗、保安、救援、监护等工作。国际机器人联合会经过多年搜集整理，给服务机器人一个初步定义：服务机器人是一个半自主或全自主工作机器人，它能完成有益于人哩健康服务工作，但不包含从事生产设备。服务机器人定位就是服务。从机器人功效特点上讲，它和工业机器人一个本质区分在于，工业机器人工作环境全部是已知，而服务机器人所面临工作环境绝大多数全部是未知。3.1服务机器人分类依据服务对象和应用目标不一样，能够分为六大类：3.1.1医疗服务机器人医疗服务机器人：能够直接为医生提供服务，帮助医生对病人进行手术诊疗服务机器人。医疗外科机器人是医疗服务机器人经典代表，它能够由医生对机器人进行遥控操作，在医生难以直接进行手术部位由机器人正确地完成多种手术。而外科手术导航系统和能够进入人体微机器人诊疗系统也全部能够为医生进行手术提供必需手术信息和辅助手段。所以，采取医疗服务机器人进行手术能够减小创面、缩短手术时间，从而达成降低病人痛苦，并使病人早日痊愈目标。3.1.2健康福利服务机器人健康福利服务机器人是指在医院里为医生或病人提供服务服务机器人。其中一个服务机器人能够提供指定负载力和行走速度步行训练和为腿部受伤病人提供术后康复训练诊疗。很多研究单位和企业正在主动开发多种类型智能轮椅和智能病床也全部属于健康福利服务机器人。3.1.3公共服务机器人公共服务机器人范围最为广泛，只要能够为公众或公用设备提供服务机器人全部属于该类型服务机器人。比如，在展览会会场、办公大楼、旅游景点为客人提供信息咨询服务迎宾导游机器人，在建筑物内或居民区内进行自动巡视保安巡查机器人，加油站里自动加油机器人，高楼擦窗和壁面清洗机器人，飞机清洗机器人，下水道清洗机器人等。另外还有机器邮递员和用于多个用途自主移动机器人平台，它们可在办公室内部传输信件或其它物品。现在这些机器人在技术上全部已经相当成熟，在价格上也基础上被用户接收，并已在很多国家得到了实际应用。伴随机器人技术深入发展，在很快未来，会有越来越多公共服务机器人进入我们日常生活。3.1.4家庭服务机器人自动割草机和全自动吸尘器是家庭服务机器人经典代表。凯驰RC3000是世界上第一台能够自行完成全部家庭地面清洁工作清洁机器人。该机器人内置四种清洁程序，确保在碰到不一样污渍地面时，能够调整其清洁程序；经过传感器对于地板污渍判定，选择适宜应用程序。内置光敏传感器，确保在碰到楼梯和台阶时，能够自动避让。扁平设计使其能够清洁床、沙发、茶几等家俱下面。其对应基站一直发射红外定位和导航信号来指导机器人回到充电站完成充电和垃圾处理任务；同时能够依据用户设定信息来控制机器人完成对应操作。3.1.5娱乐机器人娱乐机器人种类很多，其中关键是以机器狗AIBO为代表机器宠物。AIBO出现不仅给索尼企业带来了新商机，也为机器人怎样进入平常家庭提供了一个新发展思绪。3.1.6教育机器人教育机器人发展则是经过以“机器人足球”比赛为代表多种类型机器人竞赛进行。机器人竞赛参赛队伍关键由大、中、小学生组成。因为机器人竞赛不仅含有很好观赏性，而且能够使参赛学生在创新能力、动手能力等方面全部能够得到很好锻炼，所以深受学校和学生家长欢迎，并越来越多地受到各国政府重视。现在部分国家正在主动组织机器人国际比赛，并提出了举行机器人奥林匹克竞赛想法。3.2中国外服务机器人发展现实状况3.2.1欧美国家欧美国家在服务机器人产品研制开发方面起步较早。欧洲在以康复机器人为代表服务机器人方面研究起源20世纪70年代中期Spartacus和Heidelberg操作手项目。Spartacus项目是法国项目，开始于高位截瘫病人远程操作手可行性研究。这个项目最大结论是把操作手装在轮椅上能提升它效率。由德国联邦研发技术部支持Heidelberg项目是基于工作站早期1987年，英国人MikeTopping研制了Handy1康复机器人样机，使一个患有脑瘫11岁男孩第一次能够独立就餐。它属于工作站式机器人，在已知环境中，机器人按操作要求，从对应物品架上抓取所需物品。属于这类型还有美国DeVAR机器人，加拿大Regencies机器人和法国Master机器人。3.2.2韩国韩国将服务机器人技术列为未来国家发展10大“发动机”产业，她们已经把服务型机器人作为国家一个新经济增加点进行着重发展，对机器人技术给了关键扶持，经过不停地努力，韩国近几年来也逐步跻身研究机器人世界时尚。韩国信息通信部官员表示，即使韩国机器人技术起步比美国、日本和欧洲竞争者要晚，不过有望在未来5内迎头赶上。韩国科学家成功研制出世界上最聪慧类人机器人“Android”，它集众多前沿科技在一身，包含实时数据传输、音像和力觉感应器、高速处理器等，经过它身上装备音像及力觉感应器能够探测前方物体运动，能够识别说话声，然后向服务器发送数据，服务器将数据处理后会下达指令给机器人，帮助它和人类和周围环境进行互动,同时“夏娃机器人2号”是韩国科学家最新研制一款娱乐型机器人，这位“女性”机器人不仅能和观众进行对话，还能和人进行眼神接触，并会表示多种情绪和唱歌，唱歌时能对上口形和伴随歌曲扭动手臂、臀部和膝盖。3.2.3中国中国在服务机器人领域研发和日本、美国等国家相比起步较晚，但国家对此很重视。多年来，在国家863计划支持下，中国在服务机器人研究和产品研发方面已开展了大量工作，并取得了一定成绩。智能机器人专题在863旗帜下，团结了近几千人研究开发队伍，圆满完成各项任务，建成了一批高水平研究开发基地，造就了一支跨世纪研究开发队伍，为中国二十一世纪机器人技术连续创新发展奠定了基础。由北京理工大学牵头、中科院沈阳自动化所、兵器工业集团惠丰机械、中科院自动化所等单位参与，经过三年奋斗，研制“汇童”仿人机器人，取得了重大结果,“汇童”仿人机器人含有视觉、语音对话、力觉、平衡觉等功效自主知识产权仿人机器人，功效达成了国际优异水平，研制“汇童”仿人机器人在国际上首次实现了模拟太极拳、刀术等人类复杂动作。3.3服务机器人市场需求及趋势全球范围（关键是在发达国家）服务机器人含有宽广市场空间。因为发达国家劳动力价格日趋上涨，大家越来越不愿意做部分琐事，所以，在发达国家，类似于清洁、看护、保安等工作从事人越来越少。为了填补这类劳动力不足现象，对服务机器人需求越来越大。现在，中国服务机器人关键有吸尘器机器人，教育、娱乐、保安机器人，智能轮椅机器人，智能穿戴机器人，智能玩具机器人，同时还有一批为服务机器人提供关键控制器、传感器和驱动器功效部件企业。在中国，人口老龄化是亟待处理一个问题。现在，中国60岁以上人口已经超出总人口10%，估计到，全国老年人口总数将达成2亿人。另外，中国残疾人占总人口比重居世界较高国家之列。能够预想，在很快未来，对老年人和残疾人护理需要很大人力、财力。假如我们使用服务机器人，提供诸如取物、喂饭、翻书等服务，帮助照料老年人和残疾人日常生活，提升她们生活质量，那将会降低整个社会对护理人员数量和质量需求。3.4服务机器人为何“可望不可即”在一篇报道上中国科学院自动化研究所工作人员刘益群说过一段话：“智能服务机器人现在在日本等机器人王国全部还没有实现产业化，在中国应用范围就更小了，只在部分科技馆、展厅和部分高级餐厅使用。在这届工博会上展出卡通智能服务机器人，成本就要20多万元，市场售价为30万元以上，单单机器人外壳成本就要2万元。成本难以降低，无法量产，现在更多是处于技术研究、提升和展示阶段，离进入平常百姓家还有一定距离。”智能机器人在研发阶段往往需要投入巨大科研经费，再加上机器人本身多种新型设备，造成最终产品价格居高不下，一般百姓难以接收，所以难以成功打入大众市场。一直以来，因为过分重视技术而忽略消费者需求和支付能力，服务型机器人难以商业化，只能沦为消费者眼里在展览馆中陈列神奇产品。尽管形形色色智能服务机器人不停被研发出来，但中国至今几乎还没有成功实现市场化产品。服务型机器人商业化还有很漫长路要走，消费者还不能承受为机器人付出高昂费用，工程师们不应只是闷在试验室里研究机器人技术，还要看看大家需求和消费者承受能力。大家一直憧憬过多十几二十年能够享受像电影我，机器人里面服务机器人达成每5个人就能够拥有一个机器人，机器人为人类服务，成为人类不可缺乏一部分。个人认为，服务机器人为何这么有不可及其中一个或不关键原因：大家过于追求人形机器人。在部分研究表明，人类在研究新型机器时很多时候全部尝试追求完美拟人效果。即使在很多时候追求拟人效果机器人可能是在研究方向是一个很好出发点，但只也往往带来很多研究时间过长，研究经费庞大，构件材料高昂，控制系统复杂化。3.5服务机器人还有多远在部分报刊我们已经看到部分小型机器人应用正在不停地和市场对接。一款名叫“爱家一号”低成本服务机器人，成本大约为5000元，未来推向市场，实现产业化生产以后售价估量是1万元左右。相比动辄10万元以上服务机器人，这个价格很多消费者全部能承受。在这么多年研发下来最大体会是，以技术为前提将成本控制住，小型服务机器人就大有应用前景。以往研发出来服务机器人往往因为成本过高，造成企业不愿意进行商业化生产，从而无法从试验室走向市场。部分教授认为：伴随未来城市化进程加速、人口老龄化和人口素质提升，服务型机器人商业应用将会加速发展，老百姓对小型服务机器人需求也会加大。新闻报道现已经有好多个有意向企业寻求部分科研机构浅谈相关事项，能够憧憬未来产业化生产后服务机器人在大家家家户户出现场景。4总结机器人经历多年发展，在工业上已经取得很好认可度，取得大家对其欣赏，替换人类在部分恶劣工作环境很好完成所需工作。机器人是不仅仅趋于为人类工业做服务，而更要为人类服务，从事更多未来人类不愿意从事行业，替换人类做部分琐碎，繁杂工作，或愈加好和人类一起生活。大家全部期望人类能够达成我，机器人里面服务机器人遍布，人类真正享受生活。因为现在技术水平还有更多社会原因，服务机器人不能愈加好遍布人类，成为它名字一样服务机器人。但在多方研究者和科研机构及厂家努力，她们已经努力把研究成本，材料成本和利润降低，而促成人类能够立即达成服务机器人真正服务人类，遍布人类个个生活步骤。我个人认为，未来20年后机器人能够真正服务人类。参考文件1顾震宇全球工业机器人产业现实状况和趋势机电一体化 2杜志傻，工业机器人应用及发展建势01机械工程师. 3杨化书，曲新峰，工业机lgA技术应用厦发展和黄河水利职业技术学院学报. 4孙学俭，于国辉l周文乔，徐光霁，对世界工业机器人发展特点分析，机器人技术和应用. 5金茂菩，曲忠萍，张桂华国外工业机器人发展和态势分析机器入技术和应用.