國(guó)內(nèi)外機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)學(xué)術(shù)報(bào)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(guó)內(nèi)外機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀與趨 勢(shì)學(xué)術(shù)報(bào)告 報(bào) 告 人 孫立寧蘇州大學(xué)教授博導(dǎo) 報(bào)告時(shí)間 大二上 13.10.10 學(xué) 院 計(jì)算機(jī)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(hào) 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷向智能化方向發(fā)展,機(jī)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(kāi)始發(fā)展-機(jī)器人,它在工業(yè)自動(dòng)化凌云發(fā)揮了巨大作用,并且將對(duì)未來(lái)生產(chǎn)和社會(huì)發(fā)展起越來(lái)越重要的作用。講座介紹了機(jī)器人的國(guó)內(nèi)國(guó)外的發(fā)展歷史、狀況、應(yīng)用、并對(duì)機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)作了預(yù)測(cè)，有幸參加了孫教授的講座，讓我對(duì)機(jī)器人有了更多的了解。1.工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展史

2、1893年，在機(jī)械實(shí)物制造方面，發(fā)明家摩爾制造了“蒸汽人”，它靠蒸汽驅(qū)動(dòng)行走。20世紀(jì)以后，機(jī)器人的研究與開(kāi)發(fā)情況更好，實(shí)用機(jī)器人問(wèn)世。1927年，美國(guó)西屋公司工程師溫茲利制造了第一個(gè)機(jī)器人“電報(bào)箱”。它是電動(dòng)機(jī)器人，裝有無(wú)線電發(fā)報(bào)機(jī)。1959年第一臺(tái)可以編程、畫(huà)坐標(biāo)的工業(yè)機(jī)器人在美國(guó)誕生。近年來(lái)，信息技術(shù)的發(fā)展使軟件機(jī)器人、網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人誕生，機(jī)器人概念繼續(xù)拓展。自1954年美國(guó)戴沃爾最早提出了機(jī)器人的概念以來(lái)，機(jī)器人就得以不斷地發(fā)展。概括起來(lái)機(jī)器人可以分為三代：（1）第一代機(jī)器人為目前工業(yè)中大量使用的示教再現(xiàn)機(jī)器人，通過(guò)示教存儲(chǔ)信息，工作時(shí)讀出這些信息，向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，執(zhí)行機(jī)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(yùn)等。（2）第二代機(jī)器人是帶感覺(jué)的機(jī)器人，機(jī)器人帶有視覺(jué)、觸覺(jué)等功能，可以完成檢測(cè)、裝配、環(huán)境探測(cè)等作業(yè)。（3）第三代機(jī)器人即智能機(jī)器人，它不僅具備感覺(jué)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(dòng)。2.工業(yè)機(jī)器人的現(xiàn)狀通過(guò)教授的講解我了解了國(guó)外工業(yè)機(jī)器人發(fā)展已有60年的歷史，我國(guó)的工業(yè)機(jī)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(jìn)入21世紀(jì)后，工業(yè)機(jī)器人進(jìn)入到快速發(fā)展時(shí)期。但是我國(guó)工業(yè)機(jī)器人行業(yè)正面臨著十分嚴(yán)峻的形勢(shì)。隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)機(jī)器人的廣泛應(yīng)用，裝備制造業(yè)將會(huì)迎來(lái)一次新的變革。目前，我國(guó)研制的工業(yè)機(jī)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(jī)器人得到了廣泛的應(yīng)用。如在機(jī)械加工、焊接、熱處理、表面涂覆、上下料、裝配、檢測(cè)及倉(cāng)庫(kù)堆垛等作業(yè)中，機(jī)器人都已逐步取代了人工作業(yè)?，F(xiàn)在，國(guó)家更加重視機(jī)器人工業(yè)的發(fā)展，也有越來(lái)越多的企業(yè)和科研人員投入到機(jī)器人的開(kāi)發(fā)研究中。3.我國(guó)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì)：（1）示教再現(xiàn)型工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研究這些研究主要包括:焊接機(jī)器人產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模塊化、系列化設(shè)計(jì)；弧焊機(jī)器人用激光視覺(jué)焊縫跟蹤裝置的開(kāi)發(fā)；焊接機(jī)器人的離線示教編程及工作站系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真；電子行業(yè)用裝配機(jī)器人產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模塊化、系列化設(shè)計(jì)；批量生產(chǎn)機(jī)器人所需的專用制造、裝配、測(cè)試

5、設(shè)備和工具的研究開(kāi)發(fā)。（2）智能工業(yè)機(jī)器人的開(kāi)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(dòng)機(jī)器人的導(dǎo)航和定位技術(shù)研究；面向遙控機(jī)器人的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)；人機(jī)交互環(huán)境建模系統(tǒng)；基于計(jì)算機(jī)屏幕的多機(jī)器人遙控技術(shù)。（4）以機(jī)器人為基礎(chǔ)的重組裝配系統(tǒng)這些系統(tǒng)主要包括：開(kāi)放式模塊化裝配機(jī)器人；面向機(jī)器人裝配的設(shè)計(jì)技術(shù)；機(jī)器人柔性裝配系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)；可重構(gòu)機(jī)器人柔性裝配系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)；裝配力覺(jué)、視覺(jué)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(jī)器人的傳感器配置和融合技術(shù)在水泥生產(chǎn)過(guò)程控制和污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用；機(jī)電一體化智能傳感器的設(shè)計(jì)應(yīng)用。

6、4.在汽車工業(yè)的應(yīng)用趨勢(shì)我國(guó)的汽車工業(yè)發(fā)展以及對(duì)自動(dòng)化水平要求的不斷提高，將為焊接機(jī)器人市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)提供了一個(gè)很好的機(jī)會(huì)。從機(jī)器人技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，焊接機(jī)器人不斷向智能化方向發(fā)展，完全實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)中機(jī)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(jī)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(huì)獲得高速發(fā)展，也一定會(huì)為汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)新的生機(jī)。相信在不久的將來(lái)，通過(guò)我們的共同努力，我國(guó)的汽車行業(yè)的焊接技術(shù)會(huì)逐步縮短與國(guó)外先進(jìn)焊裝技術(shù)水平的差距。我對(duì)機(jī)器人的體會(huì)雖然我國(guó)對(duì)機(jī)器人領(lǐng)域的發(fā)展時(shí)限不長(zhǎng)，但在短短幾十年的時(shí)間里已經(jīng)在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域取得了不少的傲人成績(jī)，未來(lái)的發(fā)展

7、前景更是讓人期待，今天我們?cè)谛@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(dú)立創(chuàng)新技術(shù)，大膽構(gòu)想，相信在不久的將來(lái)機(jī)器人不僅只在工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮力量，也會(huì)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(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ) 6-1平面連桿機(jī)構(gòu)【課題】平面連桿機(jī)構(gòu)（高等教育出版社機(jī)械基礎(chǔ)（機(jī)械類）（第二版）第6章第1節(jié)第1課時(shí)）【課時(shí)】1課時(shí)（40分鐘）【教材分析】機(jī)械基礎(chǔ)是中等職業(yè)學(xué)校機(jī)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(jī)械設(shè)備和工程結(jié)構(gòu)時(shí)，必須具備力學(xué)、材料、機(jī)構(gòu)與機(jī)械零件的相關(guān)知識(shí)；而常用機(jī)構(gòu)是機(jī)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(duì)職高學(xué)生的特點(diǎn)，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)相對(duì)較差，對(duì)理論學(xué)習(xí)普遍缺乏興趣，但善于觀察、喜歡動(dòng)手操作，尤其是當(dāng)課本上的知識(shí)與實(shí)際生活相聯(lián)系時(shí)，他們會(huì)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(shí)例教學(xué)法，在生活實(shí)例與課本理論知識(shí)之間找到契合點(diǎn)，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(jī)構(gòu)的概念；掌握鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本形式和判斷方法。能力目標(biāo)：通過(guò)對(duì)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)各種類型的觀察，增強(qiáng)學(xué)生觀察分析能力。情感目標(biāo)：利用實(shí)例教學(xué)法，讓學(xué)生學(xué)會(huì)理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生積極而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)、獨(dú)立思考的科學(xué)態(tài)度；從而為學(xué)

9、生進(jìn)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(diǎn)難點(diǎn)】重點(diǎn)：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的組成、基本形式和機(jī)構(gòu)類型的判別。難點(diǎn)：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的判別?！窘虒W(xué)平臺(tái)與資源】 平臺(tái)：教室； 資源：自制教具、教學(xué)模型?！窘虒W(xué)過(guò)程】新課引入當(dāng)今時(shí)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(shí)現(xiàn)啟、閉的？小汽車又是如何實(shí)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(cè)：用現(xiàn)代生活中的交通工具中的工作原理來(lái)吸引學(xué)生的注意力，點(diǎn)明本課程的主題。講授新課1.平面連桿機(jī)構(gòu)：平面連桿機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件是用銷軸、滑道等方式連接起來(lái)的，各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)均在同一平面或相互平行的平面內(nèi)。結(jié)合模型說(shuō)明平面連桿機(jī)

10、構(gòu)的組成，及平面連桿機(jī)構(gòu)中“平面”的含義。2.鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)（1）組成 （簡(jiǎn)圖） 連架桿中能繞其回轉(zhuǎn)中心作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的，稱為曲柄；連架桿中不能繞其回轉(zhuǎn)中心作整周轉(zhuǎn)動(dòng)的，稱為搖桿。（2）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)三種基本形式曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：一個(gè)曲柄，一個(gè)搖桿雙搖桿機(jī)構(gòu)：兩個(gè)搖桿雙曲柄機(jī)構(gòu)：兩個(gè)曲柄 （3）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)三種基本類型的判別提問(wèn)：用不同桿件作機(jī)架，會(huì)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(jī)構(gòu)中各桿件的相對(duì)長(zhǎng)度和最短桿所處的位置。目標(biāo)達(dá)成預(yù)測(cè)：通過(guò)上述過(guò)程，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。 判斷方法： 當(dāng)時(shí)， a.若與最短桿相鄰的任一桿為機(jī)架，該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，且最短桿為曲柄。 b.若取最短桿為機(jī)架，該機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)。 c.若取最短桿相對(duì)桿為機(jī)架，則該機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。 例題： （a）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)