什么是机器人设计论文构型设计中的螺旋理论？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2011-11-25 04:10 标签： 机器人设计论文
机器人的原理?身体构造
机器人 Robot译作机器人
欧美国家认为：机器人应该是由计算机控制的通过编排程序具有可以变更的多功能的自动机械,但是日本不同意这种说法.日本人认为“机器人就是任何高级的自动机械”,这就把那种尚需一个人操纵的机械手包括进去了.因此,很多日本人概念中的机器人,并不是欧美人所定义的. 现在,国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致.一般说来,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,用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统.” 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、连续运行能力、可靠性、联用性、寿命等.因此,可以说机器人是具有生物功能的空间三维坐标机器.20世纪的伟大发明随着2001年新年钟声的敲响,人们迈着坚实的步伐跨进了21世纪.站在世纪之交的门槛,回顾过去,展望未来,我们心潮澎湃、思绪万千……20世纪,人类取得了辉煌的成就,从量子理论、相对论的创立,原子能的应用,脱氧核糖核酸双螺旋结构的发现,到信息技术的腾飞,人类基因组工作草图的绘就,世界科技发生了深刻的变革.信息技术、生物技术、新材料技术、先进制造技术、海洋技术、航空航天技术等都取得了重大突破,极大地提高了社会生产力.机器人技术作为20世纪人类最伟大的发明之一,自60年代初问世以来,经历40年的发展已取得长足的进步.工业机器人在经历了诞生——成长——成熟期后,已成为制造业中不可少的核心装备,世界上有约75万台工业机器人正与工人朋友并肩战斗在各条战线上.特种机器人作为机器人家族的后起之秀,由于其用途广泛而大有后来居上之势,仿人形机器人、农业机器人、服务机器人、水下机器人、医疗机器人、军用机器人、娱乐机器人等各种用途的特种机器人纷纷面世,而且正以飞快的速度向实用化迈进.人们常常会问为什么要发展机器人?我们说机器人的出现并高速发展是社会和经济发展的必然,是为了提高社会的生产水平和人类的生活质量,让机器人替人们干那些人干不了、干不好的工作.在现实生活中有些工作会对人体造成伤害,比如喷漆、重物搬运等；有些工作要求质量很高,人难以长时间胜任,比如汽车焊接、精密装配等；有些工作人无法身临其境,比如火山探险、深海探密、空间探索等；有些工作不适合人去干,比如一些恶劣的环境、一些枯燥单调的重复性劳作等；这些都是机器人大显身手的地方.服务机器人还可以为您治病保健、保洁保安；水下机器人可以帮助打捞沉船、铺设电缆；工程机器人可以上山入地、开洞筑路；农业机器人可以耕耘播种、施肥除虫；军用机器人可以冲锋陷阵、排雷排弹……现在社会上对机器人有很多迷惑,有人认为机器人无所不能.这些朋友是从电影、电视、小说中认识机器人的,他们眼中的机器人是神通广大的万能机器,当他们看到现实的机器人时,他们会认为现在的机器人太普通,不能称之为机器人.有人认为机器人是人,形状必须像人,不像人怎么能叫机器人,然而现实中绝大多数的机器人样子不像人,这使很多机器人爱好者大失所望.还有人认为机器人上岗,工人就会下岗,无形中把机器人当成了竞争对手,他们没有想到机器人会为人做许多有益的事情,会推动产业的发展,给人类创造更多的就业机会.机器人的定义在科技界,科学家会给每一个科技术语一个明确的定义,但机器人问世已有几十年,机器人的定义仍然仁者见仁,智者见智,没有一个统一的意见.原因之一是机器人还在发展,新的机型,新的功能不断涌现.根本原因主要是因为机器人涉及到了人的概念,成为一个难以回答的哲学问题.就像机器人一词最早诞生于科幻小说之中一样,人们对机器人充满了幻想.也许正是由于机器人定义的模糊,才给了人们充分的想象和创造空间.分类名称简要解释操作型机器人能自动控制,可重复编程,多功能,有几个自由度,可固定或运动,用于相关自动化系统中.程控型机器人按预先要求的顺序及条件,依次控制机器人的机械动作.示教再现型机器人通过引导或其它方式,先教会机器人动作,输入工作程序,机器人则自动重复进行作业.数控型机器人不必使机器人动作,通过数值、语言等对机器人进行示教,机器人根据示教后的信息进行作业.感觉控制型机器人利用传感器获取的信息控制机器人的动作.适应控制型机器人机器人能适应环境的变化,控制其自身的行动.学习控制型机器人机器人能“体会”工作的经验,具有一定的学习功能,并将所“学”的经验用于工作中.智能机器人以人工智能决定其行动的机器人.我国的机器人专家从应用环境出发,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的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.在特种机器人中,有些分支发展很快,有独立成体系的趋势,如服务机器人、水下机器人、军用机器人、微操作机器人等.目前,国际上的机器人学者,从应用环境出发将机器人也分为两类：制造环境下的工业机器人和非制造环境下的服务与仿人型机器人,这和我国的分类是一致的.
空中机器人又叫无人机,近年来在军用机器人家族中,无人机是科研活动最活跃、技术进步最大、研究及采购经费投入最多、实战经验最丰富的领域.80多年来,世界无人机的发展基本上是以美国为主线向前推进的,无论从技术水平还是无人机的种类和数量来看,美国均居世界之首位.“别动队”无人机
纵观无人机发展的历史,可以说现代战争是推动无人机发展的动力.而无人机对现代战争的影响也越来越大.一次和二次世界大战期间,尽管出现并使用了无人机,但由于技术水平低下,无人机并未发挥重大作用.朝鲜战争中美国使用了无人侦察机和攻击机,不过数量有限.在随后的越南战争、中东战争中无人机已成为必不可少的武器系统.而在海湾战争、波黑战争及科索沃战争中无人机更成了主要的侦察机种.法国“红隼”无人机
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. /view/2788.htm
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少自由度串联机器人构型综合与奇异分析-优秀毕业论文可复制.pdf101页
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北京交通大学 硕士学位论文
少自由度串联机器人构型综合与奇异分析 姓名：曲海波 申请学位级别：硕士 专业：机械设计及理论 指导教师：方跃法 座机电话号码 中文摘要 摘要：少自由度串联机器人已经广泛应用于诸多的工程领域，相对于六自由
度串联机器人来说，它在结构、制造成本和控制等方面的优势和可行性都得到了
普遍的认同。但是其构型的设计过多的依赖于设计者的经验和直觉，没有可靠的
方法和科学的步骤来遵循。 本文主要研究少自由度串联机器人机构的型综合问题，旨在建立普遍适用的
型综合理论，并对得到的机构构型进行了奇异位形的分析。主要研究内容包括以
下几个方面： 首先，结合约束螺旋在空间不同几何条件下的相关性以及机构自由度运动的
要求，对螺旋系进行了重新分类，并通过螺旋理论的互逆原理获取了每种约束螺
旋系所约束掉的运动。在此基础上，对期望机构的自由度类型进行了分析。 出于对工程实际的考虑，在机构构型理论中引入了实际约束条件，以保证综
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联机构共25种，系统的揭示了少自由度串联机构的结构特性。 最后，应用螺旋理论的方法构建了少自由度串联机器人的雅克比方阵，并在
此基础上求解了机构奇异位形存在的条件。针对机构的奇异位形，利用Grassmann
线几何原理分析了机器人关节轴线螺旋的线性相关性。
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