國內(nèi)外機器人發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢學(xué)術(shù)報告

1、重慶理工大學(xué) 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教育及新技術(shù)講座 VI 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教育及新技術(shù)講座題目 國內(nèi)外機器人發(fā)展現(xiàn)狀與趨 勢學(xué)術(shù)報告 報 告 人 孫立寧蘇州大學(xué)教授博導(dǎo) 報告時間 大二上 13.10.10 學(xué) 院 計算機科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè) 物聯(lián)網(wǎng)工程 學(xué)生姓名 學(xué)號 隨著計算機技術(shù)不斷向智能化方向發(fā)展,機器人應(yīng)用領(lǐng)域的不斷地發(fā)展,一種高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)開始發(fā)展-機器人,它在工業(yè)自動化凌云發(fā)揮了巨大作用,并且將對未來生產(chǎn)和社會發(fā)展起越來越重要的作用。講座介紹了機器人的國內(nèi)國外的發(fā)展歷史、狀況、應(yīng)用、并對機器人的發(fā)展趨勢作了預(yù)測，有幸參加了孫教授的講座，讓我對機器人有了更多的了解。1.工業(yè)機器人的發(fā)展史

2、1893年，在機械實物制造方面，發(fā)明家摩爾制造了“蒸汽人”，它靠蒸汽驅(qū)動行走。20世紀(jì)以后，機器人的研究與開發(fā)情況更好，實用機器人問世。1927年，美國西屋公司工程師溫茲利制造了第一個機器人“電報箱”。它是電動機器人，裝有無線電發(fā)報機。1959年第一臺可以編程、畫坐標(biāo)的工業(yè)機器人在美國誕生。近年來，信息技術(shù)的發(fā)展使軟件機器人、網(wǎng)絡(luò)機器人誕生，機器人概念繼續(xù)拓展。自1954年美國戴沃爾最早提出了機器人的概念以來，機器人就得以不斷地發(fā)展。概括起來機器人可以分為三代：（1）第一代機器人為目前工業(yè)中大量使用的示教再現(xiàn)機器人，通過示教存儲信息，工作時讀出這些信息，向執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令，執(zhí)行機構(gòu)按指令再現(xiàn)示

3、教的操作，廣泛應(yīng)用于焊接、上下料、噴漆和搬運等。（2）第二代機器人是帶感覺的機器人，機器人帶有視覺、觸覺等功能，可以完成檢測、裝配、環(huán)境探測等作業(yè)。（3）第三代機器人即智能機器人，它不僅具備感覺功能，而且能根據(jù)人的命令，按所處環(huán)境自行決策，規(guī)劃出行動。2.工業(yè)機器人的現(xiàn)狀通過教授的講解我了解了國外工業(yè)機器人發(fā)展已有60年的歷史，我國的工業(yè)機器人發(fā)展也有50多年的歷史，廣泛引人注目也只是近30年的事情。進入21世紀(jì)后，工業(yè)機器人進入到快速發(fā)展時期。但是我國工業(yè)機器人行業(yè)正面臨著十分嚴(yán)峻的形勢。隨著機器人技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)機器人的廣泛應(yīng)用，裝備制造業(yè)將會迎來一次新的變革。目前，我國研制的工業(yè)機器人已

4、達(dá)到了工業(yè)應(yīng)用水平。在制造業(yè)中，尤其是在汽車產(chǎn)業(yè)中，工業(yè)機器人得到了廣泛的應(yīng)用。如在機械加工、焊接、熱處理、表面涂覆、上下料、裝配、檢測及倉庫堆垛等作業(yè)中，機器人都已逐步取代了人工作業(yè)?，F(xiàn)在，國家更加重視機器人工業(yè)的發(fā)展，也有越來越多的企業(yè)和科研人員投入到機器人的開發(fā)研究中。3.我國工業(yè)機器人發(fā)展趨勢：（1）示教再現(xiàn)型工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研究這些研究主要包括:焊接機器人產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模塊化、系列化設(shè)計；弧焊機器人用激光視覺焊縫跟蹤裝置的開發(fā)；焊接機器人的離線示教編程及工作站系統(tǒng)動態(tài)仿真；電子行業(yè)用裝配機器人產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模塊化、系列化設(shè)計；批量生產(chǎn)機器人所需的專用制造、裝配、測試

5、設(shè)備和工具的研究開發(fā)。（2）智能工業(yè)機器人的開發(fā)與研究這些研究主要包括:遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成和控制策略研究；智能移動機器人的導(dǎo)航和定位技術(shù)研究；面向遙控機器人的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)；人機交互環(huán)境建模系統(tǒng)；基于計算機屏幕的多機器人遙控技術(shù)。（4）以機器人為基礎(chǔ)的重組裝配系統(tǒng)這些系統(tǒng)主要包括：開放式模塊化裝配機器人；面向機器人裝配的設(shè)計技術(shù)；機器人柔性裝配系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)；可重構(gòu)機器人柔性裝配系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)；裝配力覺、視覺技術(shù)；智能裝配策略及其控制技術(shù)。（5）多傳感器信息融合與配置技術(shù)該技術(shù)主要包括:機器人的傳感器配置和融合技術(shù)在水泥生產(chǎn)過程控制和污水處理自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用；機電一體化智能傳感器的設(shè)計應(yīng)用。

6、4.在汽車工業(yè)的應(yīng)用趨勢我國的汽車工業(yè)發(fā)展以及對自動化水平要求的不斷提高，將為焊接機器人市場的快速增長提供了一個很好的機會。從機器人技術(shù)發(fā)展趨勢來看，焊接機器人不斷向智能化方向發(fā)展，完全實現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)中機器人的群體協(xié)調(diào)和集成控制以達(dá)到更高的可靠性和安全性。而采用焊接機器人的汽車生產(chǎn)企業(yè)在高技術(shù)、高質(zhì)量、低成本條件下一定會獲得高速發(fā)展，也一定會為汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來新的生機。相信在不久的將來，通過我們的共同努力，我國的汽車行業(yè)的焊接技術(shù)會逐步縮短與國外先進焊裝技術(shù)水平的差距。我對機器人的體會雖然我國對機器人領(lǐng)域的發(fā)展時限不長，但在短短幾十年的時間里已經(jīng)在工業(yè)機器人領(lǐng)域取得了不少的傲人成績，未來的發(fā)展

7、前景更是讓人期待，今天我們在校園里打好基礎(chǔ)，今后我們憧憬的智能化的生活也將由我們這一代自己的雙手去創(chuàng)造，只要我們努力獨立創(chuàng)新技術(shù)，大膽構(gòu)想，相信在不久的將來機器人不僅只在工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮力量，也會在我們的生活中成為我們的朋友。附錄資料：不需要的可以自行刪除 試講機械基礎(chǔ)機械基礎(chǔ) 6-1平面連桿機構(gòu)【課題】平面連桿機構(gòu)（高等教育出版社機械基礎(chǔ)（機械類）（第二版）第6章第1節(jié)第1課時）【課時】1課時（40分鐘）【教材分析】機械基礎(chǔ)是中等職業(yè)學(xué)校機械專業(yè)的一門綜合性基礎(chǔ)課，在制造、維修、使用常用的機械設(shè)備和工程結(jié)構(gòu)時，必須具備力學(xué)、材料、機構(gòu)與機械零件的相關(guān)知識；而常用機構(gòu)是機器工作的基礎(chǔ)之一，在生活工

8、作中都能發(fā)現(xiàn)它們的蹤跡，這為教學(xué)的情境創(chuàng)設(shè)提供了條件?！緦W(xué)情分析】 針對職高學(xué)生的特點，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)相對較差，對理論學(xué)習(xí)普遍缺乏興趣，但善于觀察、喜歡動手操作，尤其是當(dāng)課本上的知識與實際生活相聯(lián)系時，他們會產(chǎn)生很濃厚的興趣。故本堂課是以學(xué)生為本，貫穿啟發(fā)式教學(xué)方法和實例教學(xué)法，在生活實例與課本理論知識之間找到契合點，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣?！窘虒W(xué)目標(biāo)】認(rèn)知目標(biāo)：1、了解平面連桿機構(gòu)的概念；掌握鉸鏈四桿機構(gòu)的基本形式和判斷方法。能力目標(biāo)：通過對鉸鏈四桿機構(gòu)各種類型的觀察，增強學(xué)生觀察分析能力。情感目標(biāo)：利用實例教學(xué)法，讓學(xué)生學(xué)會理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學(xué)生積極而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)、獨立思考的科學(xué)態(tài)度；從而為學(xué)

9、生進一步學(xué)習(xí)職業(yè)崗位技術(shù)、形成職業(yè)能力打下基礎(chǔ)?！局攸c難點】重點：鉸鏈四桿機構(gòu)的組成、基本形式和機構(gòu)類型的判別。難點：鉸鏈四桿機構(gòu)的判別?！窘虒W(xué)平臺與資源】 平臺：教室； 資源：自制教具、教學(xué)模型?！窘虒W(xué)過程】新課引入當(dāng)今時代，人們出行最常利用的交通工具是什么呢?公交車或小汽車公交車的車門是如何實現(xiàn)啟、閉的？小汽車又是如何實現(xiàn)轉(zhuǎn)向的呢？這些都與本節(jié)課的內(nèi)容相關(guān)！目標(biāo)達(dá)成預(yù)測：用現(xiàn)代生活中的交通工具中的工作原理來吸引學(xué)生的注意力，點明本課程的主題。講授新課1.平面連桿機構(gòu)：平面連桿機構(gòu)的各構(gòu)件是用銷軸、滑道等方式連接起來的，各構(gòu)件間的相對運動均在同一平面或相互平行的平面內(nèi)。結(jié)合模型說明平面連桿機

10、構(gòu)的組成，及平面連桿機構(gòu)中“平面”的含義。2.鉸鏈四桿機構(gòu)（1）組成 （簡圖） 連架桿中能繞其回轉(zhuǎn)中心作整周轉(zhuǎn)動的，稱為曲柄；連架桿中不能繞其回轉(zhuǎn)中心作整周轉(zhuǎn)動的，稱為搖桿。（2）鉸鏈四桿機構(gòu)三種基本形式曲柄搖桿機構(gòu)：一個曲柄，一個搖桿雙搖桿機構(gòu)：兩個搖桿雙曲柄機構(gòu)：兩個曲柄 （3）鉸鏈四桿機構(gòu)三種基本類型的判別提問：用不同桿件作機架，會得到什么結(jié)果？如下圖。 結(jié)論：三種形式的根本區(qū)別在于連架桿是否為曲柄。而連架桿能否成為曲柄，取決于機構(gòu)中各桿件的相對長度和最短桿所處的位置。目標(biāo)達(dá)成預(yù)測：通過上述過程，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。 判斷方法： 當(dāng)時， a.若與最短桿相鄰的任一桿為機架，該機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)，且最短桿為曲柄。 b.若取最短桿為機架，該機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)。 c.若取最短桿相對桿為機架，則該機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)。 例題： （a）曲柄搖桿機構(gòu)