机器人在生活应用(一)
机器人在各行业中的应用
机器人在各行业中的应用
食品质量与安全51 李贺 1825116
自从20世纪60年代初人类创造了第一台工业机器人以后，机器人就显示出它极大的生命力，在短短40多年的时间中，机器人技术得到了迅速的发展，工业机器人已在工业发达国家的生产中得到了广泛的应用。目前，工业机器人已广泛应用于汽车及汽车零部件制造业、机械加工行业、电子电气行业、橡胶及塑料工业、食品工业、木材与家具制造业等领域中。在工业生产中，弧焊机器人、点焊机器人、分配机器人、装配机器人、喷漆机器人及搬运机器人等工业机器人都已被大量采用。
在众多制造业领域中，应用工业机器人最广泛的领域是汽车及汽车零部件制造业。2005年美洲地区汽车及汽车零部件制造业对工业机器人的需求占该地区所有行业对工业机器人需求的比例高达61%(见图1)；同样，亚洲地区的该比例也达到33%，位于各行业之首(见图
2)；虽然2005年由于德国、意大利和西班牙三国对汽车工业投资的趋缓直接导致欧洲地区汽车工业对工业机器人需求占所有行业对工业机器人需求的比例下降到了46%，但汽车工业仍然是欧洲地区使用工业机器人最普及的行业(见图3和图4)。目前，汽车制造业是制造业所有行业中人均拥有工业机器人密度最高的行业，如，2004年德国制造业中每1万名工人中拥有工业机器人的数量为162台，而在汽车制造业中每1万名工人中拥有工业机器人的数量则为1140台；意大利的这一数值更能说明问题，2004年意大利制造业中每1万名工人中拥有工业机器人的数量为123台，而在汽车制造业中每1万名工人中拥有工业机器人的数量则高达1600台。
随着科学与技术的发展，工业机器人的应用领域也不断扩大。目前，工业机器人不仅应用于传统制造业如采矿、冶金、石油、化学、船舶等领域，同时也已开始扩大到核能、航空、航天、医药、生化等高科技领域以及家庭清洁、医疗康复等服务业领域中。如，水下机器人、抛光机器人、打毛刺机器人、擦玻璃机器人、高压线作业机器人、服装裁剪机器人、制衣机器人、管道机器人等特种机器人以及扫雷机器人、作战机器人、侦察机器人、哨兵机器人、排雷机器人、布雷机器人等军用机器人都广泛应用于各行各业。而且，随着人类生活水平的
提高及文化生活的日益丰富多彩，未来各种专业服务机器人和家庭用消费机器人将不断贴近人类生活，其市场将繁荣兴旺。
图2： 2005年亚洲地区各主要行业对工业机器人需求比例分布图
图3： 2001-2005年欧洲地区汽车工业对工业机器
人需求占所有工业对工业机器人需求比例变化图
图5： 2004-2005年美洲地区各主要 行业对工业机器人需求情况变化图
图4： 2004-2005年欧洲地区各主要行 业对工业机器人需求情况变化图
机器人在生活应用(二)
机器人的发展及应用
机器人的发展及应用 一、机器人的定义
机器人是自动控制器的俗称。自动控制器包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械（如机器狗，机器猫等）。狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议，有些电脑程序甚至也被称为机器人。在当代工业中，机器人指能自动执行任务的人造机器装置，用以取代或协助人类工作。理想中的高仿真机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机与人工智能、材料学和仿生学的产物，目前科学界正在向此方向研究开发。其中，美国机器人协会（RIA）的定义：“机器人是用与移动各种材料、零件、工具或专用装置的、通过可编程序动作来执行各种任务的、并具有编程能力的多功能机械手”。我国院士曾建议把机器人定义为：一种虚拟功能的机械电子装备。国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。一般来说，人们都可以接受这种说法，即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可用电脑改变和可编程动作的专门系统。”它能为人类带来许多方便之处!
二、机器人的发展
机器人来源于1920年，一名捷克作家发表了一部名为《罗萨姆的万能机器人》的剧本，剧中叙述了一个叫罗萨姆的公司把机器人作为人类生产的工业品推向市场，它充当劳动力代替人类劳动的故事。之后1959年美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人。这只是第一代机器人，属于示教再现型，即人手把着机械手，把应当完成的任务做一遍，或者人用“示教控制盒”发出指令，让机器人的机械手臂运动，一步步地完成它应当完成的各个动作。
20世纪70年代，第二代机器人开始有了较大发展，而且第二代机器人则对外界环境进入实用阶段并开始普及。其特点是有了一定的感觉，即：对外界环境有一定的感知能力，并具有听觉、视觉、触觉等功能。机器人在工作时，根据感觉器官（传感器）获得信息，灵活调整自己的工作状态，保证在适应环境的情况下完成工作。
至今，机器人已经发展到第三代。第三代机器人就是智能机器人，它不仅具有感觉能力还具有独立的判断能力，并具有记忆、推理和决策的能力，因而能够完成更加复杂的动作。中央电脑控制手臂和行走装置，使机器人的手完成作业，脚完成移动，机器人能够用自然语言与人对话。 智能机器人的“智能”特征就在于它具有与外部世界——对象、环境和人相适应、相协调的工作机能。从控制方式看，智能机器人不同于工业机器人的“示教、再现”，不同于遥控机器人的“主—从操纵”，而是以一种“认知—适应”的方式自律地进行操作。
三、机器人的应用
随着机器人的发展和普及机器人已逐渐走入我们的生活。现如今机器已发展成为很多种类型来满足不同需求。机器人主要分为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的多关节机械手或多自由度机器人。
工业机器人主要在工业生产中能替代人做些单调、频繁和重复的长时间作业或是恶劣环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工、金属制品业和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害的物料搬运或工艺操作。在日、美、西欧等一些工业发达的国家中，工业机器人已经在越来越多的工业领域得到应用。在机械制造业中，尤
其是在汽车产业中，工业机器人得到了广泛应用。如在毛培制造（冲压、压住我、锻造等）、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配、检测及仓库堆垛等作业中，机器人都已逐步取代了人工作业。
特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人，包括: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。按照服务范围和用途的不同，特种机器人可以分为民用和军用两大类。其中民用机器人又可分为:家务机器人、医用机器人、娱乐机器人、机器人化机器等。军用机器人又可分为:排爆机器人、侦察机器人、战场机器人、扫雷机器人、空中机器人、水下机器人，有些分支发展很快，如空中机器人，即无人机，广泛地应用于现代战争中。目前最常用的家务机器人就是自动扫地机和擦地机，可以清扫房间，对付沙发、桌子和床的下面很方便，有些还带有紫外线杀螨虫或者集中垃圾的功能，此外还可以自己做饭。常见的医用机器人主要有运送物品的机器人、移动病人的机器人、临床医疗用的机器人和为残疾人服务的机器人等。其中运送药品的机器人可代替护士送饭、送病例和化验单等，较为著名的有美国TRC公司的Help Mate机器人；移动病人机器人主要帮助护士移动或运送瘫痪、和行动不便的病人，如英国的PAM机器人；临床医疗用机器人包括外科手术机器人和诊断与治疗机器人，可以进行精确的外科手术或诊断，如日本的WAPRU－4胸部肿瘤诊断机器人；为残疾人服务的机器人又叫康复机器人，可以帮助残疾人恢复独立生活能力。现在正在发展的一种纳米医用机器人可以直接进入病人体内实施治疗。军用机器人主要为无人机。如：越南战争期间美国空军损失惨重，被击落飞机2500架，飞行员死亡5000多名，美国国内舆论哗然。为此美国空军较多地使用了无人机。如"水牛猎手"无人机在北越上空执行任务2500多次，超低空拍摄照片，损伤率仅4%。AQM-34Q型147火蜂无人机飞行500多次，进行电子窃听、电台干扰、抛撒金属箔条及为有人飞机开辟通道等。
四、机器人的未来
科技总是向前发展的，所以机器人技术也不例外。我认为未来机器人一定会向着更加智能化、人性化、自动化发展。同时为了适应不同的需求机器人会向着微型化、巨型化演变。微型化是为了满足和方便更多普通人的需求。使其在被使用时更加的方便。巨型化是为了能够达到一定的使用要求，如：让机器人更加厉害，无疑巨星是其一个优点。同时随着科技的不断进步机器人的成本会大大降低。从而能够走向普通大众市场。
五、学习本课程的体会
在完成机械学科概论的学习后，我深刻的学到了有关机械各个领域的知识。特别是对自己以后专业发展方向和工作方向有了一个清晰的了解。也让我了解了有关机械学科最前沿的东西。激发了我对机械工程的学习兴趣。
建议：希望老师能够在课堂上少讲一些历史方面的东西。更多的讲一些现在的知识，而且可以让我们多观看一些有关视频。我觉得这样会更好的激发我们对此门课程的兴趣。谢谢！
参考文献：
[1]蔡自行．机器人学[M]．北京：清华大学出版社，2003
[2]吴振彪．工业机器人[M]．武汉：华中理工大学出版社， 2006．
[3]无名氏. 《机器人改变未来》.北京晚报，2012-10-17.
［4］谢存禧 张铁. 机器人技术及其应用 . 华南理工大学出版社出版
机器人在生活应用(三)
机器人的应用和发展
【机器人在生活应用】
机器人的应用和发展前景 姓名：
学院：
学号：
班级：
机器人的应用和发展前景
摘要：本文介绍了机器人产生的背景，具体阐述了其应用领域，通过各方面的综合考虑，预测了未来机器人的发展。
关键词：机器人 产生背景 应用领域 战略目标 发展前景
Abstract: this paper introduces the background of the robot, expounds its application field, through the aspects of comprehensive consideration, forecast the future development of robots.
Keywords: robot background application prospect strategic objectives
一、机器人产生的背景
机器人技术的发展，它应该说是一个科学技术发展共同的一个综合性的结果，也同时，为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术，它的发展归功于在第二次世界大战中，各国加强了经济的投入，就加强了本国的经济的发展。
另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果，也是人类自身发展的必然结果，那么人类的发展随着人们这种社会发展的情况，人们越来越不断探讨自然过程中，在改造自然过程中，认识自然过程中，实现人们对不可达世界的认识和改造，这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要。
二、机器人的应用领域
研制机器人的最初目的是为了帮助人们摆脱繁重劳动或简单的重复劳动，以及替代人到有辐射等危险环境中进行作业，因此机器人最早在汽车制造业和核工业领域得以应用。随着机器人技术的不断发展，工业领域的焊接、喷漆、搬运、装配、铸造等场合，己经开始大量使用机器人。另外在军事、海洋探测、航天、医疗、农业、林业甚到服务娱乐行业，也都开始使用机器人。
从机器人的用途来分，可以分为两大类：军用机器人和民用机器人。
军用机器人主要用于军事上代替或辅助军队进行作战、侦察、探险等工作。根据不同的作战空间可分为地面军用机器人、空中军用机器人(即无人飞行机)、水下军用机器人和空间军用机器人等。军用机器人的控制方式一般有自主操控式、半自主操控式、遥控式等多种方式。 在民用机器人中，各种生产制造领域中的工业机器人在数量上占绝对多数，成为机器人家族中的主力军；其它各种种类的机器人也开始在不同的领域得到研究开发和应用。总体看来，
若按用途分，民用机器人可以分为以下几个主要类别：
工业机器人
制造工业部门应用机器人的主要目的在于削减人员编制和提高产品质量。机器人无论是否与其它机器一起运用，与传统的机器相比，它具有两个主要优点：
1．生产过程的几乎完全自动化。
2．生产设备的高度适应能力。
现在工业机器人主要用于汽车工业、机电工业（包括电讯工业）、通用机械工业、建筑业、金属加工、铸造以及其它重型工业和轻工业部门。
机器人的工业应用分为四个方面，即材料加工、零件制造、产品检验和装配。其中，材料加工往往是最简单的。零件制造包括锻造、点焊、捣碎和铸造等。检验包括显式检验（在加工过程中或加工后检验产品表面图像和几何形状、零件和尺寸的完整性）和隐式检验（在加工中检验零件质量上或表面上的完整性）两种。装配是最复杂的应用领域，因为它可能包含材料加工、在线检验、零件供给、配套、剂压和紧固等工序。在农业方面，已把机器人用于水果和蔬菜嫁接、收获、检验与分类，剪羊毛和挤牛奶等。这是一个潜在的产业机器人应用领域。
服务机器人
在一些科幻影片、电视片或影碟中，多少具有外形的机器人常被用来协助或代替人去执行人不乐意做或危险和困难的任务。今天在现实生活中能够看到的最接近于人类的机器人可能要算家用机器人了。家用机器人能够清扫地板而不碰到家具。不过它的价格目前还较高，影响到它的推广应用。随着家用机器人造价的大幅度降低，它将获得日益广泛的应用。 服务机器人尚处于开发及普及的早期阶段，目前国际上对它还没有普遍承认的严格定义，它的定义是由操作型工业机器人引伸而来的。根据国际机器人联合会（IFR）采用的初步定义，所谓服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人，它完成的是有益于人类健康的服务工作，但不包括那些从事生产的设备。另一种定义把服务机器人看做一种可自由编程的移动装置，它至少有三个运动轴，可以部分地或全自动地完成服务工作。这些服务工作为个人或单位完成的，不指工业生产服务。
根据这个定义，操作型工业机器人也可以看作是服务机器人，如果它们装备在非制造业的话。服务机器人往往是可以移动的（并非总是移动的）。在某些情况下，服务机器人是由一个移动平台构成，在它上面装有一只或几只手臂，其控制方式与工业机器人手臂的控制方式相同。
研制用来为病人看病、护理病人和协助病残人员康复的机器人能够极大地改善伤残疾病人员的状态，以及改善瘫痪者（包括下肢及四肢瘫痪者）和被截肢者的生活条件。医用机器人已应用于下列几方面：
（1）诊断机器人，即配备有医疗诊断专家系统的机器人
（2）护理机器人，是一些具有丰富护理经验的机器人护士或护师。
（3）伤残瘫痪康复机器人，包括假肢、矫形以及遥控等技术。
（4）家用机器人，机器人已开始进入家庭和办公室，用于代替人从事清扫、洗刷、守卫、煮饭、照料小孩、接待、接电话、打印文件等。酒店售货和餐厅服务机器人、炊事机器人和机器人保姆已不再是一种幻想。
（5）娱乐机器人，包括文娱歌舞和体育机器人。
（6）医疗手术机器人近年来有所突破。
服务机器人还有送信机器人、导游机器人、加油机器人、建筑机器人、农业及林业机器人等。其中，爬壁机器人既可用于清洁，又可用于建筑。
中国作为亚洲第三大的工业机器人需求国，市场发展稳定，汽车及其零部件制造仍然是工业机器人的主要应用领域，随着我国产业结构调整升级不断深入和国际制造业中心向中国的转移，我国的机器人市场会进一步加大，市场扩展的速度也会进一步提高。【机器人在生活应用】
近年来，我们在研究文化创造性产业时，发现国外正在兴起一个与文化产业、科学技术有紧密关系的未来产业——机器人的研究、开发及制造，参与者除了传统从事学术研究的科技工作者、大学研究梯队、企业产品的专门研究人员之外，更有一大批的青少年积极加入此一新兴的科学技术新潮流之中。
中国工业机器人经过“七五”攻关计划、“九五”攻关计划和863计划的支持已经取得了较大进展,工业机器人市场也已经成熟,应用上已经遍及各行各业,但进口机器人占了绝大多数。我国在某些关键技术上有所突破,但还缺乏整体核心技术的突破,具有中国知识产权的工业机器人则很少。目前我国机器人技术相当于国外发达国家20世纪80年代初的水平,特别是在制造工艺与装备方面,不能生产高精密、高速与高效的关键部件。我国目前取得较大进展的机器人技术有:数控机床关键技术与装备、隧道掘进机器人相关技术、工程机械智能化机器人相关技术、装配自动化机器人相关技术。现已开发出金属焊接、喷涂、浇铸装配、搬运、包装、激光加工、检验、真空、自动导引车等的工业机器人产品,主要应用于汽车、摩托车、工程机械、家电等行业。【机器人在生活应用】
我国机器人技术主题发展的战略目标是:根据2l世纪初我国国民经济对先进制造及自动化技术的需求,瞄准国际前沿高技术发展方向创新性地研究和开发工业机器人技术领域的基础技术、产品技术和系统技术。未来工业机器人技术发展的重点有:第一,危险、恶劣环境作业机器人:主要有防暴、高压带电清扫、星球检测、油汽管道等机器人;第二,医用机器人:主要有脑外科手术辅助机器人,遥控操作辅助正骨等;第三,仿生机器人:主要有移动机器人,网络遥控操作机器人等。其发展趋势是智能化、低成本、高可靠性和易于集成
三、机器人的发展前景
从近几年世界机器人推出的产品来看，工业机器人技术正在向智能化、模块化和系统化的方向发展，其发展趋势主要为：结构的模块化和可重构化；控制技术的开放化、PC化和网络化；伺服驱动技术的数字化和分散化；多传感器融合技术的实用化；工作环境设计的优化和作业的柔性化以及系统的网络化和智能化等方面。
机器人是先进制造技术和自动化装备的典型代表，是人造机器的“终极”形式。它涉及到机械、电子、自动控制、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，因此它的发展与众多学科发展密切相关。当今工业机器人的发展趋势主要有：
1工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修)，而单机价格不断下降。
2机械结构向模块化可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；有关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人。
3工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化，网络化；器件集成度提高，控制柜日渐小巧，采用模块化结构，大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。
4机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，视觉、力觉、声觉、触觉等多传感器的融合技术在产品化系统中已有成熟应用。
5机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来这种新型装置已成为国际研究的热点之一，纷纷探索开拓其实际应用的领域。
总体趋势是，从狭义的机器人概念向广义的机器人技术概念转移，从工业机器人产业向解决方案业务的机器人技术产业发展。机器人技术的内涵已变为灵活应用机器人技术的、具有实际动作功能的智能化系统。机器人结构越来越灵巧，控制系统愈来愈小，其智能也越来越高，并正朝着一体化方向发展。
随着我国经济的快速发展，我国工业机器人的市场将不断扩大，这一点无容置疑。这也从另一个侧面说面了为什么世界各大机器人公司纷纷登陆中国市场。 市场有了，但多是国外的，拥有了自主知识产权的机器人还很少，这一点要引起我们的高度重视。一方面国家要对国产工业机器人给予更多的扶持；另一方面也望企业使用国产机器人给国产工业机器人
http://m.zhuodaoren.com/shenghuo376208/
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