机器人大作业

语音系统在机器人中的应用

07机电2班

组员:吴斯栋、李敏裕

马李、林荣毅

(一)语音系统的进展概况

语音合成与识别技术是智能机器人领域的一个重要研究方向，也是智能机器人的一项关键技术。多年来国际国内都有大量的科技工作者致力于这方面的研究开发工作，因而对许多问题的认识与求解都取得了长足的发展。

机器人“robot”一词起源于捷克语，意为强迫劳动力或奴隶。1921年，捷克剧作家KarlCapeek在剧本《Rossum，SUnivesralRobots》中，描述了一个具有人的外表，特征和功能的机器，并命名为认Robota。英语的Robot，一词就是由此演变而来的。基本上，一个机器人包括:机械设备，如可以与周围环境进行交互的车轮平台、手臂或其它构造。设备上或周围的传感器，可以感知周围环境并向设备提供有用的反馈。根据设备当前的情况处理传感输入，并按照情

况指示系统执行相应动作的系统。

语音识别和语音合成技术是一种人机语言通信技术，属于计算机智能接口技术。多媒体技术也主要是利用计算机语音处理和图象处理的能力为人们提供一种更加方便，直观的人机界面。机器人技术和语音技术的结合就成为了一项新的技术课题:智能语音机器人。人们一直以来对自由交流方式的本能渴望正是语音识别技术坚定不移的发

展动力。自从工业革命以来，各种机械化设备虽然提高了劳动生产率，创造了巨大的物质财富，但是我们在面对它们时却不得不放弃最习惯、最自然的沟通方式一一自然语言。因此，我们从来就没有放弃过这样一个梦想:让机器与人之间也能像人与人之间一样进行交流。而成就人类这种梦想的最关键技术之一就是语音识别与合成技术。

今天，随着语音识别技术已经取得了巨大的进展。一些智能语音机器人技术已经开始得到广泛的应用，具有语音识别功能的产品也不断出现，这些都标志着智能语音机器人技术距离人类的日常生活己经越来越近了。我国的语音识别技术研究起步并不晚，但由于各种客观条件的限制，早期的研究工作进展缓慢。上个世纪80年代中期以后，在国家怡63计划，I的积极推动和国内各科研机构的艰苦努力下发展迅速，它经历了从特定人到非特定人、从小词表到大词汇量、从孤立字到连续语音的发展历程。在汉语语音识别市场，目前居于领先地位的仍是IBM。IBM依赖于OEM和二次开发商很快占领了大部分的市场份额，已经将汉语语音识别技术应用在电信和呼叫中心之中。我国台湾声硕公司的汉语连续语音输入系统、，说亦通刀在台湾市场占据了60%的份额，并从1999年开始已逐步进入大陆市场。新技术的迅速发展也造就了一批专业化的核心技术厂商，如L&&H、oragon、SPeeehworks、Nonauee、InOfWork等等。他们凭借着手中掌握的语音识别技术也在语音市场中占据了一席之地。国外一些知名公司都推出了相应的语音识别产品。国内的语音识别研究的机构并不少，比较著名的有清华大学电子工程系语音识别实验室、中科院自动化所模式

识别实验室、清华大学计算机系人工智能实验室、中科院声学所等等。除了这些研究机构在国家各种科技发展计划和基金的支持，致力于语音识别技术研究的同时，也有一些公司企业在开始从事技术应用化的一些工作。但从目前来看，能够真正进入核心技术全面产品化阶段的单位并不多。

(二)语音系统在机器人中的应用

采用人工合成的声音向人们传递各种警告和信息已有很长的时间，如微波炉用声音告诉人们食品已做好；现代的机器人与人类间的语言交流等。

机器人实现语言功能一般有两种方法，一是采用现成语音芯片，把预先录制好的自然声音（可以是各种语言）录入芯片中，根据程序调用特定的地址，实现机器人的语音功能，采用这种方法的机器人只能发出有限的几句话。如果使机器人根据使用者的要求发出无限句语言，则需要采用另一种方法。该方法是通过在芯片中储存一个一个的语音音素，通过编程按一定的顺序调用这些语音音素，这些语音音素巧妙地合成一个个英文单词，实现语音功能。该方法能够实现机器人发出各种提示音，比如，HERO-I机器人便是运用声音合成器来实现其说话功能的，其中声音合成器能产生英语所需要的64个基本语音（音素），通过适当地编程将不同的语音列在一起，可使HERO-I的声音合成器模拟人的说话（英语）。

单音是语言的最小单元，把单音根据一定的规则连起来就构成语言。但是一个单音在一个单词或一个词组中的位置可以改变它的发

音。这种改变的原因是共发音，如：“pan”和“pin”中的“p”的发音是不同的，这是因为在发“p”的时候预想着在说“an”或“in”，因而为了更容易发接着的单音而修饰前一个单音的发音。由于共发音或者其它因素而被修饰的单音叫同分异构音，把单音稍微变动一下构成的新的声音叫同素异构音。把所有的具有同样功能的单音和同分异构音（如pan 和pin 中的p）及同素异构音（如“phonetics”中

的“p”发音来自“f”而不是“p”）构成音素。音素是让听者能区别一个单词和另一个单词的声音的。

电合成语言的方法有单词存储和音素存储。用单词存储只能存有限的几个，而常用的是音素存储。因为音素是语言建筑的基本元件，所以要产生语言，只要将存储在存储器内的音素按正确的次序串接在一起，然后将音素串作用到音素合成器（pss）再生出语音。这样PSS 可用最小的存储空间合成无限的词汇。

使用音素合成器的最大困难是如何把音素串接在一起以产生一个单词。同一个字母在不同的单词中发音不同，如元音“a”在“name"中发长音，但在“father”中要发短音，可见有些字母的音素不止一个。要根据具体的发音来决定音素。任意的几个音素组合起来可构成成千上万个基本单词。

音素串是使合成器发出正确单词的基本条件，确定音素串时要识别单词中包含声音的数和型。在一个英语单词中，有至少1 个元音或1个元音和几个辅音的组合。写音素串时首先大声并小心地读这个单词，留意在声音之间的停顿、长短和休止，然后再用音素转换表中合

适的符号来识别出每个声音的搭配。在构成音素串时，在单词的首位加上休止或空格是非常有必要的，这个休止（无声音）是用来简单地保证在音素串中的多个单词不要碰在一起。无声音“PAO”是47ms的时间延续，“PAI”是185ms的较长的时间延续。如果希望要更长的时间，可简单地重复这2个音素符号之一。

大多数微处理器不能直接识别音素符号，一般是采用将标准的音素符号翻译成微处理器输入/ 输出（I/O）代码的方法（即十六进制音素代码）。如“Hello”的十六进制音素代码为“3E 1B 3B 18 35 37 3E”，这7个代码输入计算机后机器人就会发出“Hello”的声音。

如果只是使用标准音素来编写“hello”的程序，写成“PAI H EH L OI IU PAI”，合成器可以正常地工作的，但这个声音是非常单调刻板的。音素合成器可以用指令来改变任何单调的声音，也可以把一个基本句子的意义转换而产生叙述句、感叹句或问句。

HERO-I 机器人对每个音素有4个音调水平，用数字0-3来表示，0 是对于任何音素符的，不作注明。人们可用软件来直接输入4个音调的升降水平。在代码上通过简单的加40，80，C0可分别使音调提高1级、2级、3级。

在HERO-I机器人中，使用了一个单片语音合成器SC-01，它可提供串接音素的最佳声音质量。

SC-01语音合成芯片的技术指标为:

（1）电源电压：Vp=7-14V

（2）时序源：可以用SC-01内部的时序发生器工作，也可用一个外部

的时钟频率，在片内最佳配选的时钟频率为720kHz。改变这个时钟频率，就会改变输出语言的频率和音素时序。但一般用直接变调（或音高）控制输入线，而不用改变音素时序来改变音素的频率。

（3）控制信号：选通信号（STB），由微处理器提供，并将允许/请求（A/R）信号清0。产生于SC-01 的允许/请求信号用于通知微处理器关于SC-01的状态，当选通信号允许新的音素数据进入片中，A/R

信号清0从而禁止微处理器输出下一个选通状态。在SC-01有足够的时间找寻音素后，A/R信号复位。这时微处理器向SC-01发出一个新的选通信号。这样，A/R 信号在微处理器和音素合成器间提供必要的交换。音高（音调）水平输入线（I1和I2）改变SC-01的输出音调高低，SC-01 共有4种音调，I1I2=0 时最低，I1I2=1时最高。

（4）音素代码：由微处理器产生的音素数据以6位并行输入SC-01，实际上SC-01可以响应8位数据代码，剩下的( 位用来控制被选择的音高或音调水平。6位二进制音素代码决定要产生合成器的64个不同音素的哪一个音素。

（5）输出放大：SC-01内部备有音频前置放大器，但还不能直接驱动扬声器工作，必须提供一个外部声频放大器。如果想得到尽可能自然的语音，放大器应具有低通滤波的特性，以减少在发摩擦音时的较高谐波。

利用语音合成器产生的64个语音音素，加之巧妙的编程，可以让机器人按照设计者的意图讲话。同时还可附加许多功能，如报时、导游、导盲、外界声光环境提示等，进一步体现了HERO-I机器人的智能

化技术。

(三)目前各大公司及大学的典型语音产品

2010上海世博会离我们越来越近，作为各国展示自己科技成果的重要平台，各国纷纷将代表自己最高科技水平的产品在世博会上加以展示。近期科大讯飞和浙大中控携手合作，推出了能听会说的世博机器人。由上海世博局创意，浙江大学和中控研究院研发制作了以世博会吉祥物“海宝”为原型的智能机器人，科大讯飞在“海宝”机器人中加入了语音交互功能，使世博会吉祥物“海宝”可以实现“能听会说”。“海宝”机器人将会向游客提供各种世博会信息咨询，还能与大家通过语音互动交流，将成为上海世博会的一大亮点。

智能机器人技术和语音交互技术均为国家“863”计划重点支持的方向，本次“海宝”机器人中使用语音技术均由国际领先的语音厂商科大讯飞提供。通过语音识别，海宝可以听懂游客说的话。讯飞语音识别技术能提供准确的端点检测、智能打断、多语义识别及自由说功能，基于该技术浙江大学与中控研究院还设计了精准的开放式人机对话，实现灵活的语音交互，使机器人能够准确识别各种声音指令。如，你对海宝说：“给我拍张照片吧”，它会提醒你说“茄子”；如果你要和它合影，它还会摆出各种姿势。海宝中同时还集成了科大讯飞领先的语音合成技术，使得海宝能以不同语气语调、使用富有感染力的语音说出任何想说的话。2010年5月，神奇的海宝出现在上海浦东、虹桥机场及世博会主要场馆，为世界各地的游客提供优质的“向导”服务。

在日本东京购物，人们往往为了买一张新的视频游戏碟或一部手机排队等几天。新开张的百货商场经常被挤得水泄不通，里面很多中年妇女抢购打折的陶器和洗衣机。为了缓解东京商场的混乱局面，使顾客更容易买到东西，高岛屋商场决定引入语音识别机器人当店员，试用一个星期。这款语音识别机器人名叫萨娅，是由日本东京理科大学的小林宽司(音译)于2004年研制的。前一段时间，萨娅在东京一小学从事教学工作。该机器人代课老师能够吸引学生的注意力，督促学生做课堂笔记，学生做错了事，还会对他们进行严厉的批评。最近，萨娅开始在银座街的高岛屋商店“工作”。萨娅能够用超过700种不同的方式，对购物者的问题和投诉做出反应，它会告诉顾客去哪层楼能够买到他们所需的商品，还能和他们闲聊几句，但有时也会无法“沟通”，曾有一位记者问萨娅问题，可能是因为他口音太重，萨娅“听”不懂，一直指着洗手间的方向，无法告诉记者所要去的商场楼层。虽然它的面部动作也还存在一些不足，但表现高兴、伤心或生气时还是很逼真的。另外，程序设计师在它身上安装了反应器，萨娅可以回答别人关于它“身世”的问题。尽管萨娅是一个机器人，但它像其他日本人那样讲礼貌，行鞠躬礼。很快，萨娅将回到东京大学从事内勤工作。

工业机器人设计(大四机器人课设作业)(DOC)

“工业机器人”设计大作业 作品题目：货物装卸机器人 专业：机械设计制造及其自动化 姓名：班级：学号： 姓名：班级：学号： 姓名：班级：学号： 指导教师：陈明

1 前言 货物装卸作业是指用一种设备握持工件，是指从一个加工位置移到另一个加工位置。货物装卸机器人可安装不同的末端执行器以完成各种不同形状和状态的工件货物装卸工作，大大减轻了人类繁重的体力劳动。目前世界上使用的货物装卸机器人愈10 万台，被广泛应用于机床上下料、冲压机自动化生产线、自动装配流水线、码垛货物装卸、集装箱等的自动货物装卸。部分发达国家已制定出人工货物装卸的最大限度，超过限度的必须由货物装卸机器人来完成。装卸货物装卸是物流的功能要素之一，在物流系统中发生的频率很高 2 设计方案论证 本课题通过对货物装卸机器人工作对象及工作场所的分析研究，深入了解其工作是 如何进行，各部分零部件应该如何运行以及如何紧密配合，先确定其总体结构再对主要 零部件进行设计计算确定其尺寸大小以及确定电机型号。 2.1 基本思想 （1）设计要考虑要求和工作环境的限制。 （2）考虑到货物装卸货物时所需要精确度不是很高，为了简化结构，境地成本，采用 角铁焊接结构。 （3）为了满足设计要求，须设计三个独立的电机驱动系统，各部分之间通过计算 机控制、协调工作。 （4）本次设计只是该题目的机械部分，而对应控制部件的考虑较少。 3 仓库货物装卸机器人的设计计算 3.1 货物装载伸缩装置的设计 3.1.1 确定传动方案 我们所学的传动方式有以下几种：带传动、链传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动和钢 丝绳传动等，一般地说，啮合传动传递功率的能力高于摩擦传动；蜗轮传动工作的发热 情况较为严重，因而传动的功率不宜过大；摩擦轮传动由于必须有足够的压紧力，故而 在传递同一圆周力时，其压轴力比齿轮传动的大几倍，因而不宜用于大功率传动。带传

机器人实验指导书

实验1机器人机械系统 一、实验目的 1、了解机器人机械系统的组成； 2、了解机器人机械系统各部分的原理和作用； 3、掌握机器人单轴运动的方法； 二、实验设备 1、RBT-5T/S02S教学机器人一台 2、RBT-5T/S02S教学机器人控制系统软件一套 3、装有运动控制卡的计算机一台 三、实验原理 RBT-5T/S02S五自由度教学机器人机械系统主要由以下几大部分组成：原动部件、传动部件、执行部件。基本机械结构连接方式为原动部件——传动部件——执行部件。机器人的传动简图如图2——1所示。 图2-1机器人的传动简图 Ⅰ关节传动链主要由伺服电机、同步带、减速器构成，Ⅱ关节传动链有伺服电机、减速器构成，Ⅲ关节传动链主要由步进电机、同步带、减速器构成，Ⅳ关节传动链主要由步进电机、公布戴、减速器构成，Ⅴ关节传动链主要由步进电机、同步带、锥齿轮、减速器构成在机器人末端还有一个气动的夹持器。 本机器人中，远东部件包括步进电机河伺服电机两大类，关节Ⅰ、Ⅱ采用交流伺服电机驱动方式：关节Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ采用步进电机驱动方式。本机器人中采用了带传动、谐波减速传动、锥齿轮传动三种传动方式。执行部件采用了气动手爪机构，以完成抓取作业。 下面对在RBT-5T/S02S五自由度教学机器人中采用的各种传动部件的工作原理及特点作一简单介绍。1、同步齿形带传动 同步齿形带是以钢丝为强力层，外面覆聚氨酯或橡胶，带的工作面制成齿形（图2-2）。带轮轮面也制成相应的齿形，靠带齿与轮齿啮合实现传动。由于带与轮无相对滑动，能保持两轮的圆周速度同步，故称为同

步齿形带传动。 同步齿形带传动如下特点： 1.平均传动比准确； 2.带的初拉力较小，轴和轴承上所受的载荷较小； 3.由于带薄而轻，强力层强度高，故带速可达40m/s,传动比可达10，结构紧凑，传递功率可达200kW，因而应用日益广泛； 4.效率较高，约为0.98。 5.带及带轮价格较高，对制造安装要求高。 同步齿形带常用于要求传动比准确的中小功率传动中，其传动能力取决于带的强度。带的模数 m 及宽度b 越大，则能传递的圆周力也越大。 图2-2同步齿形带传动结构 2.谐波传动 谐波齿轮减速器是利用行星齿轮传动原理发展起来的一种新型减速器。谐波齿轮传动（简称谐波传动），它是依靠柔性零件产生弹性机械波来传递动力和运动的一种行星齿轮传动。 （一）传动原理 图2-3谐波传动原理 图2-3示出一种最简单的谐波传动工作原理图。 它主要由三个基本构件组成： （1）带有内齿圈的刚性齿轮（刚轮）2，它相当于行星系中的中心轮； （2）带有外齿圈的柔性齿轮（柔轮）1，它相当于行星齿轮； （3）波发生器H，它相当于行星架。 作为减速器使用，通常采用波发生器主动、刚轮固定、柔轮输出形式。

机器人原理的大作业

永磁同步电机伺服系统中电机启动过程分析 姓名：周伟学号：1022229 班级：机制二班 指导老师：沈伟 一、作者简介 (2) 二、名词解释 (3) 三、文献索引 (4) 四、作者写该文的目的 (5) 五、作者对于永磁同步电机伺服系统的启动过程的研究.. 5 六、永磁同步电机伺服系统的前景及应用 (8) 七、永磁同步电机伺服系统的现状 (13) 八、对永磁同步电机伺服系统的相关补充 (14) 九、我对永磁同步电机伺服系统的启动过程的认识 (15)

永磁同步电机伺服系统中电机启动过程分析 内容： 一、作者简介 邓智泉：男，1969年生，电机与电器专业教授，博士生指导教师。1993年、1996年分别在东北大学获得工学硕士学位和工学博士学位。1996年4月起在南京航空航天大学开始博士后阶段研究工作，研究课题为“异步电动机直接力矩控制系统的关键问题研究”，在此期间完成中国博士后科学基金资助课题“异步电动机的非线性自适应控制”的研主要科研成果。 严仰光：1935年3月生，男，教授、博士生导师，我国著名航空电源专家，享受国务院政府特殊津贴专家，是航空电源航空科技（部级）重点实验室的创建者与首任主任。 1958年毕业于南京航空学院（现南京航空航天大学）航空电机电器专业。长期从事航空电源系统电机与控制、功率变换技术的教学和科研工作。获国家技术发明二等奖、省部级技术发明一等奖、科技进步二、三等奖多项，获授权国家发明专利36项，发表学术论文300余篇，主编专著和教材三部。培养了一大批电力电子与电力传动、电机与电器领域的知名专家和企业家，包括航空电源公司董事长、大型民营电源公司董事长、长江学者特聘教授以及重点高校电气工程学科带头人等。

工业机器人论文

编号： 目录 摘要 (3) 1引言 (3) 2工业机器人技术现状与发展 (3) 2.1工业机器人技术概念 (3) 2.2工业机器人技术发展现状 (3) 2.3技术发展趋势 (5) 3外工业机器人现状 (5) 4国内工业机器人现状 (6) 5工业机器人市场现状 (8) 5.1工业机器人的需求情况 (8) 5.2工业机器人的销售情况 (8) 5.3国内工业机器人的市场特征 (9) 6工业机器人产业未来发展 (9) 7结语 (10) 参考文献 (11)

摘要：机器人的应用越来越广泛，需求越来越大，其技术研究与发展越来越深入。这将提高社会生产率与产品质量，为社会创造巨大的财富！ Abstrent：The application of robot has been more and more widely used and the require is bigger and bigger．Its research and development becomes deeper and deeper．This will improve the effective of society and the quality of production．Also it will make great poverty for the society． 关键词：工业机器人技术、市场需求、技术应用、研究进展、发展趋势 一、引言 工业机器人诞生于20世纪60年代,在20世纪90年代得到迅速发展,是最先产业化的机器人技术。它是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术,是当代研究十分活跃、应用日益广泛的领域。它的出现是为了适应制造业规模化生产,解决单调、重复的体力劳动和提高生产质量而代替人工作业。在我国,工业机器人的真正使用到现在已经接近20多年了,已经基本实现了试验、引进到自主开发的转变,促进了我国制造业、勘探业等行业的发展。随着我国改革开放的逐渐深入,国内的工业机器人产业将面对越来越大的竞争与冲击,因此,掌握国内工业机器人市场的实际情况,把握我国工业机器人的相关技术与研究进展,显得十分重要。 二、工业机器人技术现状与发展 2.1工业机器人技术概念 工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。

机器人大作业

IRB1600型机器人的运动学分析及仿真

目录 1.引言................................................................................................................ - 2 - 1.1 ABB公司简介.................................................................................... - 3 - 1.2ABB发展历史 .................................................................................... - 4 - 2. IRB1600 ........................................................................................................ - 5 - 2.1 IRB1600的资料................................................................................. - 6 - 2.2建立基于D-H方法的连杆坐标系 ................................................... - 8 - 2.3建立六自由度点焊机器人的运动学方程....................................... - 10 - 3. 虚拟样机的建立........................................................................................ - 12 - 3.1 导入.................................................................................................. - 12 - 3.2 添加约束副...................................................................................... - 13 - 3.3 基于ADAMS的机器人运动学仿真 ............................................. - 14 - 4. 结语............................................................................................................ - 18 - 5. 参考资料.................................................................................................... - 19 -

机器人作业

一．关于机器人的认识 现在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．自己对机器人的看法 在我看来，如果把机器人技术运用到我们的生活中，将会带给我们极大的便利，因此我们应该充分利用机器人资源以此来方便我们的日常生活。三．机器人的介绍 1.机器人的发展历史 robot，原为robo，意为奴隶，即人类的仆人。作家罗伯特创造的词汇。 机器人能力的评价标准包括：智能，指感觉和感知，包括记忆、运算、比较、鉴别、判断、决策、学习和逻辑推理等；机能，指变通性、通用性或空间占有性等；物理能，指力、速度、可靠性、联用性和寿命等。因此，可以说机器人就是具有生物功能的实际空间运行工具，可以代替人类完成一些危险或难以进行的劳作、任务等。 机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。 智能型机器人是最复杂的机器人，也是人类最渴望能够早日制造出来的机器朋友。然而要制造出一台智能机器人并不容易，仅仅是让机器模拟人类的行走动作，科学家们就要付出了数十甚至上百年的努力。 1921年捷克斯洛伐克作家卡雷尔恰佩克在他的科幻小说中，根据Robota（捷克文，原意为“劳役、苦工”），创造出“机器人”这个词。 1939年美国世博会上展出了的家用机器人Elektro。它由电缆控制，可以行走，会说77个字，甚至可以抽烟，不过离真正干家务活还差得远。但它让人们对家用机器人的憧憬变得更加具体。 1942年美国科幻巨匠阿西莫夫提出“机器人三定律”。虽然这只是科幻小说里的创造，但后来成为学术界默认的研发原则。 1948年出版《控制论——关于在动物和机中控制和通讯的科学》，阐述了机器中的通信和控制机能与人的神经、感觉机能的共同规律，率先提出以计算机为核心的自动化工厂。 1954年美国人乔治德沃尔制造出世界上第一台可编程的机器人，并注册了专利。这种能按照不同的程序从事不同的工作，因此具有通用性和灵活性。 1956年在达特茅斯会议上，马文明斯基提出了他对智能机器的看法：智能机器“能够创建周围环境的抽象模型，如果遇到问题，能够从抽象模型中寻找解决方法”。这个定义影响到以后30年的研究方向。

机器人测控技术大作业

机器人测控技术 大作业 题目: 电气工程学院 学院名称：电气工程学院 专业班级：自动 学生姓名： 学号： 2015 指导教师：张世杰

考虑如图1所示的双关节刚性机械臂，试分析以下问题： 图1 双关节机械臂示意图 （1） 用D-H 建模法建立上述机械臂的运动学方程； （2） 忽略重力、摩擦力和干扰项的情况下，建立该机械臂的动力学 方程； （3） 如果取11l =，20.8l =，120.5m m ==，初始状态： 11220.100.10q q q q ???? ????????=?????????? ?? 试设计一个PD 控制器，让其跟踪一条如下指定的曲线： 12sin 2sin 2d d q t q t ππ=?? =?，并利用Matlab 中给出仿真结果。 解： Y 0 X 0 X 1 Y 1 X 2 Y2

①建立坐标系 a 、机座坐标系｛0｝ b 、杆件坐标系｛i ｝ ②确定参数 d i ——相邻坐标系x 轴之间的距离； θi ——相邻坐标系x 轴之间的夹角； l i ——相邻坐标系z 轴之间的距离； αi ——相邻坐标系z 轴之间的夹角。 ③相邻杆件位姿矩阵 M 01=Rot(z,θ1)·Trans(l 1,0,0) = 1 00 01000011 011θθθθc s s c - 1 000010000101 l 001 = 1 01001 1011 1 1011θθθθθθs L c s c L s c - 同理可得： M 12=Rot(z,θ2)·Trans(l 2,0,0) = 1 01002 20222 2022θθθθθθs L c s c L s c - M 23（h ）=Rot(z,θ3)·Trans(l 3,0,0) = 1 01003 30333 3033θθθθθθs L c s c L s c -

机器人概论作业

机器人大赛评析作业 一、问答题（每题8分，共48分） 1．机器人自由度是否越多越有利 ? 简单说明原因。 不一定，自由度越多越灵活，但控制也越复杂，相应的调试难度也会增加。自由度的多少根据需要而定，并非越多越好。对于平面内的运动，4自由度机器人即可满足要求，而对于空间中的运动，6自由度机器人完全可满足要求。 2．装备军用机器人有哪些好处？ 首先，机器人可以代替士兵完成繁重的工程及后勤任务；其次，由于机器人对各种恶劣环境的承受能力大大超过载人系统，因而在空间、海底及各种极限条件下，它可以完成许多载人系统无法完成的工作；此外，在未来的战场上，将会出现越来越多的新式武器和大规模杀伤武器，在这样的条件下，士兵的生存非常困难，其代价也是昂贵的，因此大量采用战场机器人将是一种趋势；最后，由于机器人按设定规划行动，在环境极其险恶、只有采取某种自杀行为才能挽救战局时，它会毫不畏惧地承担起自我牺牲的战斗任务。3．医用机器人的定义是什么？主要包括哪些种类？ 医用机器人是一种智能型服务机器人，它能独自编制操作计划，依据实际情况确定动作程序，然后把动作变为操作机构的运动。因此，它有广泛的感觉系统、智能、模拟装置（周围情况及自身——机器人的意识和自我意识），从事医疗或辅助医疗工作。

医用机器人种类很多，按照其用途不同，有运送物品机器人、移动病人机器人、临床医疗用机器人和为残疾人服务机器人、护理机器人、医用教学机器人等。 4．为什么要发展机器人? 机器人有三个方面是我们必要去发展的理由:一个是机器人干人不愿意干的事，把人从有毒的、有害的、高温的或危险的，这样的环境中解放出来，同时机器人可以干不好干的活，比方说在汽车生产线上我们看到工人天天拿着一百多公斤的焊钳,一天焊几千个点，就重复性的劳动，一方面他很累，但是产品的质量仍然很低；另一方面机器人干人干不了的活，这也是非常重要的机器人发展的一个理由，比方说人们对太空的认识，人上不去的时候，叫机器人上天，上月球，以及到海洋，进入到人体的小机器人，以及在微观环境下，对原子分子进行搬迁的机器人，都是人们不可达的工作。上述方面的三个问题，也就是说机器人发展的三个理由。 5．阿西莫夫提出的机器人三原则是什么? 1 机器人不应伤害人类； 2 机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外； 3 机器人应能保护自己，与第一条相抵触者除外。 6移动机器人的定义及应用领域是什么？ 移动机器人一种由传感器、遥控操作器和自动控制的移动载体

机器人视觉大作业

机器人视觉论文 论文题目：基于opencv的手势识别院系：信息科学与工程学院 专业：信号与信息处理 姓名：孙竟豪 学号：21160211123

摘要 文中介绍了一种易于实现的快速实时手势识别算法。研究借助计算机视觉库OpenCV和微软Visual Studio 2008 搭建开发平台，通过视频方式实时提取人的手势信息，进而经二值化、膨胀腐蚀、轮廓提取、区域分割等图像处理流程甄别出当前手势中张开的手指，识别手势特征，提取出人手所包含的特定信息，并最终将手势信息作为控制仪器设备的操作指令，控制相关设备仪器。 0、引言 随着现代科技的高速发展及生活方式的转变，人们越发追求生活、工作中的智能化，希望享有简便、高效、人性化的智能操作控制方式。而伴随计算机的微型化，人机交互需求越来越高，人机友好交互也日益成为研发的热点。目前，人们已不仅仅满足按键式的操作控制，其目光已转向利用人体动作、表情变化等更加方便、友好、直观地应用智能化交互控制体系方面。近年来，国内外科学家在手势识别领域有了突破性进展。1993 年B．Thamas等人最先提出借助数据手套或在人手粘贴特殊颜色的辅助标记来进行手势动作的识别，由此开启了人们对手势识别领域的探索。随后，手势识别研究成果和各种方式的识别方法也纷然出现。从基于方向直方图的手势识别到复杂背景手势目标的捕获与识别，再到基于立体视觉的自然手势识别，每次探索都是手势识别领域内的重大突破。 1 手势识别流程及关键技术 本文将介绍一种基于 OpenCV 的实时手势识别算法，该算法是在现有手势识别技术基础上通过解决手心追踪定位问题来实现手势识别的实时性和高效性。 基于 OpenCV 的手势识别流程如图 1 所示。首先通过视频流采集实时手势图像，而后进行包括图像增强、图像锐化在内的图像预处理，目的是提高图像清晰度并明晰轮廓边缘。根据肤色在 YCrCb 色彩空间中的自适应阈值对图像进行二值化处理，提取图像中所有的肤色以及类肤色像素点，而后经过膨胀、腐蚀、图像平滑处理后，祛除小块的类肤色区域干扰，得到若干块面积较大的肤色区域; 此时根据各个肤色区域的轮廓特征进行甄选，获取目标手势区域，而后根据目标区域的特征进行识别，确定当前手势，获取手势信息。

机器人课程考核大作业-2013年概要

《机器人技术基础》课程考核大作业 一、进行课程学习考核(大作业形式的目的: 工业机器人系统设计是专业选修课的一个理论与实践相结合的教学环节,是机械类基础课程的延伸,可以巩固和加强机械类基础课程学习和工程应用知识的拓展,可以为毕业设计和就业工作打下良好基础,其目的是: 1、通过资料查询与整理,联系生产实际,运用所学过的知识,使学生得到对课题的论证与分析、问题解决对策、自主学习、团队合作等能力的培养。 2、利用机械类的前序课知识,学会并掌握工业机器人系统设计的特点及方法,学会并掌握工业机器人系统设计中“总体方案设计” 、“参数设计” 、“组成机构原理与分析” 、“机械结构装置设计” 、“控制系统设计”等方面的一般方法和技术要求。 3、加强机械设计中基本技能的训练, 如:设计计算能力, 运用有关设计资料、设计手册、标准、规范及经验数据的能力,以及机械、电气系统的综合运用能力。 二、同学可以选择的课题领域: 1. 玻璃、陶瓷加工业用的工业机器人 2. 化学工业中应用的工业机器人 3. 建筑行业应用的工业机器人 4. 塑料工业中应用的工业机器人(如:装配、搬运 5. 用于包装工业的工业机器人 6. 电气和电子工业中应用的工业机器人:工件搬运和存放的工业机器人 7. 特殊行业应用的工业机器人(如:医疗、残疾、家庭

8. 用于金属生产和加工的工业机器人 9. 用于木加工业的工业机器人:木加工行业装配和搬运的工业机器人 10. 用于食品供应和加工的工业机器人:食品工业中的装配和搬运的工业机器人 11. 承担复杂机具搬运任务的工业机器人 12. 搬运和托盘堆码应用的工业机器人 13. 普通机械制造领域的装配和搬运作业的工业机器人 14. 用于机床上下料件的工业机器人 15. 用于粘接和密封的工业机器人 16. 用于金属生产和加工的工业机器人 17. 锻冶场所装卸的工业机器人 18. 金属生产和加工业的装配和搬运的工业机器人 19. 用于压铸和注模成型机装卸的工业机器人 三、设计内容与要求: 1.介绍所选工业机器人系统的组成及各部分的关系,理解其机、电组成系统的要求(包括:需求分析、功能分析与分解、功能求解与集成、设计方案的形成、方案的评价等,掌握工业机器人系统方案设计的主要进程以及各阶段的主要工作内容,初步领会工业机器人系统的设计方案及一般程序。 2.介绍工业机器人系统的总体设计的概念及一般过程,包括明确总体布局设计的内容, 掌握总体布局设计的要求,以及确定主要的技术参数、总体设计图的内容。

机器人技术大作业

可编辑版 《机器人技术》大作业 （2015年秋季学期） 题目工业机器人概述 姓名 学号 班级 专业机械设计制造及其自动化 报告提交日期2015年12月5日 哈尔滨工业大学 .

内容及要求 1.以某种机器人(如搬运、焊接、喷漆、装配等工业机器人；服务机器人； 仿生鱼、蛇等仿生机器人；军用及其它机器人等)为例，撰写一篇大作业，题目自拟，以下内容仅作参考： 1) 机器人的机械结构设计(包括各部分名称、功能、传动等)； 2) 机器人的运动学及动力学分析； 3) 机器人的控制及轨迹规划； 4) 驱动及伺服系统设计； 5) 电气控制电路图及部分控制子程序。 2.题目自拟，拒绝雷同和抄袭； 3.参考文献不少于7篇，其中至少有2篇外文文献； 4.报告统一用该模板撰写，字数不少于5000字，上限不限； 5.正文为小四号宋体，1.25倍行距；图表规范，标注为五号宋体； 6.用A4纸单面打印；左侧装订，1枚钉； 7.提交打印稿及03版word电子文档，由班长收齐。 8.此页不得删除。 评语： 成绩（20分）：教师签名： 年月 日

工业机器人概述 机器人学是当今世界极为活跃的研究领域之一，它涉及计算机科学、机械学、电子学、自动控制、人工智能等多种学科。随着计算机、人工智能和光机电一体化技术的迅速发展，机器人已经成为人类的好帮手。在航空航天，深海探测中，往往使用机器人代替人类去完成复杂的极限工作任务。 工业机器人是一个多功能、多自由度的机械和电气一体化的自动机械设备和系统，它可以在制造过程中完成各种任务。它结合制造主机或生产线，可以形成一个单一的或多台机器自动化系统，在无人参与下，实现搬运、焊接、装配和喷涂等多种生产作业。目前，工业机器人技术飞速发展，在生产中的应用日益广泛，已成为现代制造业重要的生产高度自动化设备。 一、工业机器人特性 自20世纪60年代美国第一代机器人的开始，工业机器人的发展和应用迅速发展起来，工业机器人的最重要的特性概括如下。 1、可编程。生产自动化的进一步发展是柔性自动化。工业机器人能根据工作环境不同、做出相应规划和变化，因而在小批量多品种的高效柔性制造过程可以起到很好的作用，是柔性制造系统（FMS）的重要组成部分。 2、拟人化。工业机器人在机械结构上类似于人体行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪和部分，在控制上有计算机类似大脑。此外，智能工业机器人具有许多类似生物传的感器，如皮肤接触传感器、力传感器、负载传感器、视觉传感器、声传感器、语言功能等。该传感器提高了自适应能力。 3、通用性。除了专门的特种工业机器人外，一般工业机器人在执行不同任务时具有很好的通用性。例如，更换工业机器人末端执行器（夹具、工具等）可以执行不同的任务。 4、机电一体化。工业机器人技术涉及的学科相当广泛，但总结起来就是是机电一体化技术。第三代智能机器人不仅具有获取外界环境信息的能力，而且具有记忆、语言理解、图像识别、推理和判断等能力，这与微电子技术、特别是计算机技术的应用有着密切的关系。因此，机器人技术的发展将带动其他技术的发展，机器人技术的发展和应用也可以验证一个国家科技和工业技术的发展和水平。 二、工业机器人组成 工业机器人系统由三大部分和六个子系统组成。三大部分：机部分、传感部分、控制部分。六个子系统：驱动系统、机械结构系统、感觉系统、机器人环境交互系统、人机交互系统、控制系统。 1、驱动系统，要使机器人运行起来，就需给各个关节即每个运动自由度安置传动装置，这就是驱动系统。驱动系统可以是液压传动、气动传动、电动传动，或者把它们结合起来应用的综合系统；可以直接驱动或者通过同步带、链条、轮系、谐波齿轮等机械传动

机器人技术大作业

大作业：PUMA 机器人 1. 坐标系建立 利用D-H 参数法建立坐标系： 2．D-H 参数表 关节 i θ(?) i α(?) i l i d 运动范围 1 90 -90 0 0 -160°~160° 2 0 0 a 2 d 2 -225°~45° 3 90 90 -a 3 0 -45°~225° 4 0 -90 0 4d -110°~170° 5 0 90 0 0 -100°~100° 6 6d -266°~266° 3. 正运动学推导

3.1变换矩阵求取 1 i-1i 11Rot(,) Trans(0,0,d ) Trans(l ,0,0) Rot(,) = 00 1i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i c s c s s l c c c c c s l s A z x s c d θθαθαθθ θαθαθθααα----????-? ?=?????? 列各D-H 变换矩阵如下： 110101010010000 01-????? ?=??-? ???c s s c A 2212222 02220200 10 001c s a c s c a s A d -??????=?? ???? 33233 03 3303301000001c s a c s c a s A -?? ??--??=?? ? ? ?? 344404040400100001-??????=??-????c s s c A d 45 50 5 0505001000001c s s c A ????-??=?? ?? ?? 5666-6 066000010 001c s s c A d ?? ????=?? ???? 注：为书写方面，本文中cos ,sin i i ci si θθ== 又由00123456123456T A A A A A A =?????，利用Matlab 进行符号运算，运行程序PUMAzhengyundongxue （程序详见附录）得： ??????? ?? ???=10 0060 pz az sz nz py ay sy ny px ax sx nx T 其中 - c6*(s5*(c1*c2*s3 + c1*c3*s2) + c5*(s1*s4 - c4*(c1*c2*c3 - c1*s2*s3))) - s6*(c4*s1 + s4*(c1*c2*c3 - c1*s2*s3))s6*(c1*c4 - s4*(c2*c3*s1 - s1*s2*s3)) - c6*(s5*(c2*s1*s3 + c3*s1*s2) nx ny == - c5*(c1*s4 + c4*(c2*c3*s1 - s1*s2*s3)))s4*s6*(c2*s3 + c3*s2) - c6*(s5*(c2*c3 - s2*s3) + c4*c5*(c2*s3 + c3*s2))nz ??? ??? ?=??

哈尔滨工业大学机械课程机器人技术课程大作业

机器人技术课程作业——PUMA机器人 如上图所示的PUMA机器人，要求实现右图所示的运动，求解： ①建立坐标系； ②给出D-H参数表； ③推导正运动学、逆运动学； ④编程得出工作空间。 解： ①建立坐标系 a、建立原始坐标系

b、坐标系简化 ②给出D-H参数表 a、PUMA机器人的杆件参数 d0.6604m，1 d 0.14909m， 2 d 0.43307m， 4 d 0.05625m 6 a 0.4318m，a3 0.02032m 2 b、D-H参数表 关节i i i L i d i 运动范围 1 90 0 0 0 -160 o~160o o o 2 0 -90 0 d2 0.14909m -225 ~45 3 -90 0 a2 0.4318m 0 -45 o ~225o 4 0 -90 a3 0.02032m d4 0.43307m -110 o ~170o 5 0 90 0 0 -100 o ~100o 6 0 -90 0 d6 0.05625m -266 o ~266o

③推导正运动学、逆运动学 a、正运动学推导 c s0a i i i 1 由式i1 T i s c c c s d s i i1i i1i1i i1 s s c s c d c i i1i i1i1i i1 可得：0001 c s 1100c s 22 00c s0a 332 0 T 1s c 00 11 0010 1 T 2 001 d 2 s c 22 00 2 T 3 s c 00 33 0010 000100010001 c s0a 443 c s 55 00c s 66 00 3 T 4001 d 4 s c 44 00 4 T 5 0010 s c 55 005T 6 0010 s c 66 00 000100010001 由0012345 T T T T T T T，得机械手变换矩阵： 6123456 n o a p x x x x 0 T 6n o a p y y y y n o a p z z z z 0001 n c(c c c c s s c)s c s c c c s s s c s x236541641236516541641 n c(c c c s s s s)s c s s c c s c s c c y236541641236516541641 n s(c c c s s)c c s z23654642365 o c(s c c c c s c)s s s c s c s s c c s x236541641236516541641 o c(s c c s c s s)s s s s s s c c c c c y236541641236516451641 o s(s c c s s)c c s z23654642365 a c s c c s c c s s s x235412351541 a c s c s s c s s s c y235412351541 a c c s s c z2352354

华南农业大学工程学院机器人作业1答案

R-作业 作业（机类专业） 1、工业机器人和智能机器人的定义分别是什么 工业机器人是一种能够执行与人的上至类似动作的的多功能机器。 智能机器人是一种具有感觉和识别能力，并能够控制自身行为的机器。 2、智能机器人的含义是什么 智能机器人是指一个独特的进行自我控制的“活物”。 3、什么是机器人的自由度试举出一种或两种你知道的机器人的自由度数，并说明为什么需要这个数目。 机器人的自由度是机器人末端所具有的独立运动的数目。例如：要对某一个旋转钻头进行定位与定向，就需要五个自由度，这钻头可表示为某个绕着它的主轴旋转的圆柱体。 4、什么是“机器人三守则”它的重要意义是什么 （1）机器人不伤害人（机器人必须不危害人类，也不允许它眼看人将受害而袖手旁观）； （2）机器人服从与原则（1）不矛盾的指令（机器人必须绝对服从于人类，除非这种服从有害于人类）； （3）机器人在原则（1）和（2）不矛盾的情况下，维护自身的存在（机器人必须保持自身不受伤害，除非为了保护人类或者是人类命令它做出牺牲）。 意义：机器人三守则，给机器人社会赋以新的伦理性，并使机器人概念通俗化，更易于为人类社会所接受。为机器人研究人员、设计制造厂家和用户，提供了十分有意义的指导方针。 5、工业机器人常用的驱动器有那些类型，并简要说明其特点。 按照控制方式可把机器人分为非伺服机器人和伺服控制机器人两种。 特点：（1）非伺服机器人工作能力比较有限，它们往往涉及那些叫做“终点”、“抓放”或“开关”式机器人，尤其是“有限顺序”机器人。这种机器人按照预先编好的程序顺序进行工作，使用终端限位开关、制动器、插销板和定序器来控制机器人机械手的运动。 （2）伺服机器人有更强的工作能力，伺服系统的被控制量可为机器人端部执行装置的位置、速度、加速度和力等，通过反馈传感器取得的反馈信号与来自给定装置的综合信号，用比较器加以比较后，得到误差信号，经过放大后用以激发机器人的驱动装置，进而带动末端执行装置以一定规律运动，达到规定的位置或速度等。 6、常用的工业机器人的传动系统有那些 1.液压缸伺服传动系统， 2.电-液压伺服控制系统， 3.滑阀控制液压传动系统。

机器人参考答案

简述工业机器人的定义，说明机器人的主要特征。 答：机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具、或专用装置，通过可编程动作来执行种种任务并具有编程能力的多功能机械手。 1.机器人的动作结构具有类似于人或其他生物体某些器官（肢体、感官等）的功能。 2.机器人具有通用性，工作种类多样，动作程序灵活易变。 3.机器人具有不同程度的智能性，如记忆、感知、推理、决策、学习等。 4.机器人具有独立性，完整的机器人系统在工作中可以不依赖于人的干预。 工业机器人与数控机床有什么区别 答：1.机器人的运动为开式运动链而数控机床为闭式运动链； 2.工业机器人一般具有多关节，数控机床一般无关节且均为直角坐标系统； 3.工业机器人是用于工业中各种作业的自动化机器而数控机床应用于冷加工。 4.机器人灵活性好，数控机床灵活性差。 简述下面几个术语的含义：自有度、重复定位精度、工作范围、工作速度、承载能力。 答：自由度是机器人所具有的独立坐标运动的数目，不包括手爪（末端执行器）的开合自由度。 重复定位精度是关于精度的统计数据，指机器人重复到达某一确定位置准确的概率， 是重复同一位置的范围，可以用各次不同位置平均值的偏差来表示。 工作范围是指机器人手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的集合，也叫工作区域。 工作速度一般指最大工作速度，可以是指自由度上最大的稳定速度，也可以定义为 手臂末端最大的合成速度（通常在技术参数中加以说明）。 承载能力是指机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。 什么叫冗余自由度机器人 答：从运动学的观点看，完成某一特定作业时具有多余自由度的机器人称为冗余自由度机器人。 何谓轨迹规划简述轨迹规划的方法并说明其特点。 答：机器人的轨迹泛指工业机器人在运动过程中的运动轨迹，即运动点位移，速度和加速度。 轨迹的生成一般是先给定轨迹上的若干个点，将其经运动学反解映射到关节空间，对关节空间中的相应点建立运动方程，然后按这些运动方程对关节进行插值，从而实现作业空间的运动要求，这一过程通常称为轨迹规划。 （1）示教—再现运动。这种运动由人手把手示教机器人，定时记录各关节变量，得到沿路径运动时各关节的位移时间函数q(t)；再现时，按内存中记录的各点的值产生序列动作。 （2）关节空间运动。这种运动直接在关节空间里进行。由于动力学参数及其极限值直接在关节空间里描述，所以用这种方式求最短时间运动很方便。

机器人大作业

自动喷涂机器人 B09113 组长：李子浩20094011315 组员：王国锋20094011329 李广建20094011319 郑宗浩20094011338

一、自动喷涂机器人的好处 自动喷涂机因其喷涂质量好，喷涂表面质量稳定，工人劳动条件好，能降低动力消耗，价格适中等特点深受中小规模汽车涂装线青睐而广泛被采用。然而，随着我国汽车T．业的高速发展．对汽车产品产量和质量提出了更高的要求，现有自动喷涂机大多存在控制精度不够、柔性低、喷涂轨迹单一化、浪费油漆等缺点，已经不能适应当前汽车生产的柔性化和订单生产模式，严重制约了当前汽车工业的发展。相对于自动喷涂机，喷涂机器人具有如下显著优点： 1轨迹灵活，可完成车身内表面和外表面的喷涂任务，仿形喷涂轨迹精确，提高了涂膜的均匀性，降低过喷涂量和清洗溶剂的用量．提高材料的利用率，对环境保护也起到了一定的作用。 2柔性大，工作范围太，可实现多品种车型的混线生产，如轿车、旅行车、皮卡等车身混线生产。 3易操作和维护。可离线编程，大大缩短现场调试时间；模块化的设计可实现快速安装和更换元器件，极大地缩短维修时间。 4设备利用率高，往复式自动喷涂机利用率一般仅为40％～60％，而喷涂机人的利用率可达90％～95％。由于上述优点，喷涂机器人应成为汽车工业喷涂生产线的首选设备，然而由于我国工业机器人技术的局限，自主研发的喷涂机器人往往存在精度不够，控制能力低下的缺点，目前我国大多数汽车涂装生产线仍然在采用自动喷涂机设备，少数企业所采用的自动喷涂机器人大部分都是来自圜外的设备制造商(如ABB、安川等)，成套引进这些设备不仅价格昂贵，而且维护成本高，一旦设备出现故障，维修周期较长，更甚者有可能在维修期间导致整条生产线的停产，造成企业巨大的资源浪费和财产损失。因此实现自动静电涂装设备的国产化，提高对喷涂机器人的研究水平，打破国外厂商的技术垄断成为当前亟需解决的问题，这对于我国机器人产业以及汽车产业都具有重大意义。 二、国内近况 在国内，喷涂机器人的研究始于上世纪八九十年代，最早开始喷涂机器人研究的是北京机械工业自动化研究所机器人中心，从七十年代初就开始了工业机器人及其应用的研究，一方面做为我国工业机器人行业归口单位，长期代销国外的喷涂机器人，同时在国外喷涂机器人的基础上开展研究，并研发周边技术，在喷涂机器人产品中先后开发出PJ系列电液伺服喷涂机器人PJ．1、PJ．1A、PJ．IB、PJ-500和EP系列电动喷漆机器人EPS．500、EPR 一600等。近年来由于国内汽车制造业和大型的机械制造业的发展和需求，我国的许多汽车厂家和制造业公司也正在开发和研究适合自己的喷涂机器人。同时许多国外知名喷涂机器人厂家纷纷与国内企业合作或者在国内设立分公司。如MOTOMAN与国内首钢合作，生产和研发喷涂等工业机器人；ABB也在中国的上海和北京设立分公司，主要销售喷涂和非喷涂两类工业机器人。到目前为止，喷涂机器人己成为国内市场上最多，但国内自主研发和生产的喷涂机器人一般工作不够稳定，机器人重复精度低，使用寿命短，喷涂质量不理想，至今还未成功应用于汽车车身喷涂生产线。国内使用喷涂机器人的汽车制造厂家基本上都是采用国外的喷涂机器人，并且很多是照搬国外整条生产线，却普遍存在消化难、维修难、升级难等问题，从而难以真正发挥设备的作用，也有少数企业采用人工半自动喷涂，喷涂产品的质量难以保证，工人劳动强度大，而且涂料对人体健康有很大的损害，因而开发适合于国内生产实际的高精度的喷涂机器人系统显得非常迫切和必要。 三、我组经过细心讨论研究如下

机器人技术基础大作业格式

《机器人技术基础》大作业 题目： 班级： 姓名： 成绩：

一、机器人功能描述（200字） 具有供人观赏，娱乐为目的，具有机器人的外部特征，也可以像人，像某种动物等。同时具有机器人的功能，可以行走或完成动作，有语言能力，会唱歌，有一定的感知能力，可以自主的连续表演事先编好的多套动作。 二、机器人系统的功能构成（框图+文字说明） 驱动：电动传动 机械结构系统： 感受系统：智能传感器 基本思路：通过对人类动作的深入了解，分析人类的动作特性，并且与控制对象跳舞机器人的工作原理、动作过程进行比较，从而确定机器人的基本构成并选择合适的机械构件，组装完成机器人的造型。分析机器人动作的局限性与优势，设定机器人的舞蹈动作，按动作编写程序，完成作品设计。 跳舞机器人的结构完全模仿真人，并实现了双腿分立走路，双臂有很强的自由度，可以完成多种高难度动作。机器人的双脚为轮式结构，这样不仅可以实现转身和滑步，更突出的优点是在走路时减少 了重心的调整，从而减少了机器人的倾斜度，实现了类似真人的走路及跳舞模式。 舞蹈机器人的控制方式是将uC/OS-Ⅱ操作系统嵌入Atmega128处理器中,采用PID算法,对电机、舵机进行实时可靠的控制，进而对机器人主动轮的速度、方向进行有效的控制，使机器人的动作定位更加准确，动作过程更加优美协调。 机器人的双脚为轮式结构，此结构可以很完美地实现转身和滑步。更突出的优点是在走路时减少了重心的调整，同时也克服了塑料构件机械强度不够高的局限性。 跳舞机器人完全实现了智能化运行，可以用相应软件通过编程实现对舵机的控制，做出各种不同的动作，带给人们另类娱乐。它可以走进各种不同的场合，如：在学校用于科技教育学习；在家庭用于提供丰富的生活享受；用于社会可以增加更多的新型娱乐项目等。随着社会对服务业的需求不断扩大，可以代替人的机器人将会有更广阔的前景 从近几年世界范围内推出的机器人产品来看，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；控制技术的的开放化；PC化和网络化；伺服驱动技术的数字化和分散化。 舞蹈机器人在日本、韩国、美国、中国等各个国家都先后有不同程度的发展，尤其是在日本已经有突破性的发展。在机器人科技方面，中国还处于萌芽阶段。近几年，先后在科研、军事、工业、农业等各领域都有应用，尤其在工业中的应用最多，范围最广。 就中国而言，机器人很少向娱乐行业发展，当我们的舞蹈机器人出现在娱乐舞台上时，必将使娱乐方式更加时代化、多元化，使娱乐内容更加丰富多彩。它不仅能带给人们娱乐享受，还可以将舞蹈动作用数字记录下来，方便了文化的快速传递，从而实现了在数字时代背景下传统文化的传承 三、机器人硬件电路