文档介绍：有关机器人的基础知识综合知识2009-10-1123:17:59阅读703评论0字号:,就有用各种方式制作机器人的想法,也许大家见到过有能工巧匠制作的能够模仿人类动作行为的机器,典型的例子是:在威尼斯的能准时敲响大钟的雕像和能重复运动的玩具。好莱坞的电影将这一愿望提升到了一个新的高度,他们制作的机器人其表演效果甚至超过真人。尽管从原理上类人机器人是机器人,并具有与机器人相同的设计与控制原理,但本书主要研究工业用机械手型机器人。本书包含了一些研究机器人所必须的基础知识,提出了机器人力学(包括运动学和动力学)的分析方法,讨论了驱动器、传感器、视觉系统等用于机器人的基础部件。机器人是当今工业的重要组成部分,他们能够精确地执行各种各样的人物和操作,并且无需人们工作时所需的安全措施和舒适的工作条件。然而,要使机器人很好的工作需要付出很大的努力和代价。在20世纪80年代中期从事机器人制造的公司现在大都已不复存在,只有一些生产工业机器人的公司(如Adept机器人公司,Staubli机器人公司,Fanuc机器人公司,北美公司等)尚在市场上保留一席之地。由于目前的机器人尚无法满足人们的较高期望,因此早期对机器人在工业中的使用预测一直未能实现。结果是,尽管有成千上万的机器人用于工业生产,但他们并没有在总体上替代操作工人,机器人只能用在适合使用他们的一些地方。相对于人类,机器人并非万能,他们某些工作能做,另外有些工作却不能做。如果按照期望的用途合理设计机器人,他们就会具有多种用途并经久不衰。机器人学科覆盖许多不同领域。单独的机器人只有与其它装置,周边设备以及其他生产机械配合使用才能有效地发挥作用。他们通常集成为一个系统,该系统作为一个整体来完成任务或执行操作。本课也将讨论这些与机器人配合使用的外围设备及系统。。然而,起重机由操作人员来控制,而机器人由计算机控制。因此,通过简单修改计算机程序就可以使机器人实现不同的功能。(a)Kuhnezug车载起重机;(b)FanucS-500机器人在卡车上执行焊缝任务如果将常规的机器人操作手与挂在多用车或牵引车上的起重机进行比较,可发现两者非常相似:它们都具有许多连杆,这些连杆通过关节依次连接,这些连杆由驱动器驱动(电机)。在上述两个系统中,操作机的“手”都能在空中运动,达到工作空间的任何位置,他们都能承载一定的负荷,并都用一个中央控制器控制驱动器。然而,它们一个称为机器人,另一个称为操作机(也就是起重机),两者最根本的不同是起重机是由人来控制驱动器,机器人操作手是由计算机编程控制。正是通过这一点可以区别一台设备到底是简单的操作机还是机器人。通常机器人设计成由计算机来控制,机器人的动作受计算机监控的控制器所控制,该控制器本身也运行某种类型的程序。程序改变,机器人的动作就会相应改变。我们希望一台设备能灵活地完成各种不同的工作而无需重新设计硬件装置。为此,机器人须设计成可以重复编程,通过改变程序来执行不同的任务(当然在能力限制范围以内)。简单的操作机(或者说起重机)除非一直由操作人员操作,否则无法做到这一点。目前各国关于机器人的定义都各不相同。在美国标准中,只有易于再编程的装置才认为是机器人。因此,手动装置(比如一个多自由度的需要操作员来驱动的装置)或固定顺序机器人(例如有些装置由强制起停控制驱动器控制,其顺序是固定的并且很难更改)都不认为是机器人。(JIRA)的标准,可将机器人进行如下分类:l第1类:人工操作装置——由操作员操作的多自由度装置。l第2类:固定顺序机器人——按预定的不变方法有步骤地依次执行任务的设备,其执行顺序难以修改。l第3类:可变顺序机器人——同第2类,但其顺序易于修改。l第4类:示教再现(playback)机器人——操作员引导机器人手动执行任务,记录下这些动作并由机器人以后再现执行,即机器人按照记录下的信息重复执行同样的动作。l第5类:数控机器人——操作员为机器人提供运动程序,而不是手动示教执行程序。l第6类:智能机器人——机器人具有感知和理解外部环境的能力,即使其工作环境发生变化,也能够成功地完成任务。美国机器人学会(RIA)只将以上第3类~第6类视作机器人。法国机器人学会(AFR)将机器人进行如下分类:l类型A:手动控制远程机器人的操作装置。l类型B:具有预定周期的自动操作装置。l类型C:具有连续轨迹或颠倒点轨迹的可编程伺服控制机器人。l类型D:同类型C,但能够获取环境信息。。机器人系统不仅由机器人组成,还需要其他装置和系统连同机器人一起来共同来完成必需的任务。机器人可