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畢業(yè)設計 (論文 )外文資料翻譯 系 別： 機械設計制造及其自動化 專 業(yè)： 機電信息系 班 級： 姓 名： 學 號： 外文出處： 件： 1. 原文 ； 2. 譯文 2013年 05 月 1 I It be it is a of a of a on a It of in ar to on s of of is of in to be to a So is to be to in do up to s of as as in of an of in we to is a as it is a to of a of to a so to at of to it is a of a It is no of of S It it it in 0th 1970s, to is in of a is to of in a In it be of it to be to 2 an it a of o f we a by So as it to to it to it be to of or is in a of ut of of as we of of it a s of As in of 0th 970s. At we at a In is a an s a to a ut to of 500 , 1995, 15 0 of 986 we a 63 As be an of to a We in At of as of so on a a of in we up in a of in in we in on be On of is a 3 e in at is no in a of we a of I to of So is of a s .1 is 999 1.1 5 is in is of to in to of a of in is of of a It is by of of a in of or in a 5-2 of So it is to of 0 20 of a a of is to is of of of is a of We to be to ho ld be of is a to of of We be to of we of of in to of of in in of a as we to we to 4 to so is it is a It is a it to as a It’s of to to is s of is in of of it to it is it it It to a to is of of of If in of an is a is ,000 of of we on a a on it of is a to In as a is a it is it is to to of a ai an a to of in to in a s 5 it to of a be on of to in to or a to to s is a s We it be in to is of 6,000 ,000 be 000, in of in 863 in ,000 in a to is a of In a of 6 in of a is in of of of is to as of as if to do in of in is in is of is as be to be by of a be to we be to We 6 on of of in of is by of a of It is in of of a of So of as as as of on of a of of of of an is s be a In we be a as a We be a "of of In so a to to a 1 高壓線路機器人 摘要 本文介紹了一種用于高壓電線檢查的機器人。同時對該機器人的雙臂機械結構和控制系統(tǒng)進行了介紹。該機器人能夠導航接地線，克服障礙，自動檢查輸電線。采用專家系統(tǒng)來實現(xiàn)自動控制。該機器人可以在地面系統(tǒng)的人機界面基礎上，進行監(jiān)測和遠距離遙控。本文提出了克服障礙策略和導航原理。該機器人克服障礙和導航的試驗已經完成，試驗結果 證明該機器人可以用來執(zhí)行導航和監(jiān)測任務。 首先我介紹一下機器人產生的背景，機器人技術的發(fā)展，它應該說是一個科學技術發(fā)展共同的一個綜合性的結果，同時，為社會經濟發(fā)展產生了一個重大影響的一門科學技術，它的發(fā)展歸功于在第二次世界大戰(zhàn)中各國加強了經濟的投入，就加強了本國的經濟的發(fā)展。另一方面它也是生產力發(fā)展的需求的必然結果，也是人類自身發(fā)展的必然結果，那么隨著人類的發(fā)展，人們在不斷探討自然過程中，在認識和改造自然過程中，需要能夠解放人的一種奴隸。那么這種奴隸就是代替人們去能夠從事復雜和繁重的體力勞動，實現(xiàn)人們 對不可達世界的認識和改造，這也是人們在科技發(fā)展過程中的一個客觀需要。 機器人有三個發(fā)展階段，那么也就是說，我們習慣于把機器人分成三類，一種是第一代機器人，那么也叫示教再現(xiàn)型機器人，它是通過一個計算機，來控制一個多自由度的一個機械，通過示教存儲程序和信息，工作時把信息讀取出來，然后發(fā)出指令，這樣的話機器人可以重復的根據人當時示教的結果，再現(xiàn)出這種動作，比方說汽車的點焊機器人，它只要把這個點焊的過程示教完以后，它總是重復這樣一種工作，它對于外界的環(huán)境沒有感知，這個力操作力的大小，這個工件存在不存在，焊的好與壞， 它并不知道，那么實際上這種從第一代機器人，也就存在它這種缺陷，因此，在 20 世紀 70 年代后期，人們開始研究第二代機器人，叫帶感覺的機器人，這種帶感覺的機器人是類似人在某種功能的感覺，比如說力覺、觸覺、滑覺、視覺、聽覺和人進行相類比，有了各種各樣的感覺，比方說在機器人抓一個物體的時候，它實際上力的大小能感覺出來，它能夠通過視覺，能夠去感受和識別它的形狀、大小、顏色。抓一個雞蛋，它能通過一個觸覺，知道它的力的大小和滑動的情況。第三代機器人，也是我們機器人學中一個理想的所追求的最高級的階段，叫智能機器人，那么只要告 訴它做什么，不用告訴它怎么去做，它就能完成運動，感知思維和人機通訊的這種功能和機能，那么這個目前的發(fā)展還是相對的只是在局部有這種智能的概念和含義，但真正完整意義的這種 2 智能機器人實際上并沒有存在，而只是隨著我們不斷的科學技術的發(fā)展，智能的概念越來越豐富，它內涵越來越寬。 下面我簡單介紹一下我國機器人發(fā)展的基本概況。由于我們國家存在很多其他的各種因素、問題。我們國家在機器人方面的研究是在 20 世紀 70 年代后期，當時我們在國家北京舉辦一個日本的工業(yè)自動化產品展覽會，在這個會上有兩個產品，一個是數控機床，一個是工業(yè)機 器人，這個時候，我們國家的許多學者，看到了這樣一個方向，開始進行了機器人的研究，但是這時候研究，基本上還局限于理論的探討階段，那么真正進行機器人研究的時候，是在七五、八五、九五、十五將近這二十年的發(fā)展，發(fā)展最迅速的時候，是在 1986 年我們國家成立了 863計劃是高技術發(fā)展計劃，就將機器人技術作為一個重要的發(fā)展的主題，國家投入將近幾個億的資金開始進行了機器人研究，使得我們國家在機器人這一領域得到很快地、迅速地發(fā)展。 目前主要單位像中科院沈陽自動化所，原機械部的北京自動化所，像哈爾濱工業(yè)大學，北京航空航天大學，清 華大學，還包括中科院北京自動化所等等的一些單位都做了非常重要的研究工作，也取得了很多的成果，而且目前這幾年來看，我們國家在高校里邊，有很多單位從事機器人研究，很多研究生和博士生都在從事機器人方面的研究，目前我們國家比較有代表性的研究，有工業(yè)機器人，水下機器人，空間機器人，核工業(yè)的機器人，都在國際上應該處于領先水平，總體上我們國家與發(fā)達國家相比，還存在很大的差距，主要表現(xiàn)在，我們國家在機器人的產業(yè)化方面，目前還沒有固定的成熟的產品，但是在上述這些水下、空間、核工業(yè)，一些特殊機器人方面，我們取得了很多有特色的研 究成就。 下邊我簡單介紹一下工業(yè)機器人的一些情況。到目前為止，工業(yè)機器人是最成熟，應用最廣泛的一類機器人，世界總量目前已經銷售 110 萬臺，這是 1999年的統(tǒng)計，但這 110 萬臺在已經進行裝備使用的是 75 萬臺，這個量也是不小的?？傮w情況看，日本在工業(yè)機器人這一塊，是首位的，成為機器人的王國，美國發(fā)展也很迅速，目前在新安裝的臺數方面，已經超過了日本，中國剛開始進入產業(yè)化的階段，已經研制出多種工業(yè)機器人樣機，已有小批量在生產中使用。 點焊機器人主要是針對汽車生產 線，提高生產效率，提高汽車焊接的質量，降低工人的勞動強度的一種機器人。它的特點是通過機器人對兩個鋼板進行點焊的時候，需要承載一個很大的焊鉗，一般在幾十公斤以上，那么它的速度要求在每秒鐘一米五到兩米這樣的高速運動，所以它一般來說有五到六個自由度，負載 3 三十到一百二十公斤，工作的空間很大，大概有兩米，這樣一個球形的工作空間，運動速度也很高，那么自由度的概念，就是說，是相對獨立運動的部件的個數，就相當于我們人體，腰是一個回轉的自由度，我們大臂可以抬起來，小臂可以彎曲，那么這就三個自由度，同時腕部還有一個調整姿態(tài)來使 用的三個自由度，所以一般的機器人有六個自由度，就能把空間的三個位置，三個姿態(tài)，機器人完全實現(xiàn)，當然也有小于六個自由度的，也有多于六個自由度的機器人，只是在不同的需要場合來配置。 第二類是服務機器人，隨著工業(yè)化的發(fā)展，尤其近十年以來，機器人的發(fā)展的應用領域在不斷拓寬，目前一個很重要的特征，大家都知道，機器人已經從制造業(yè)逐漸轉向了非制造業(yè)和服務行業(yè)，剛才談的汽車制造屬于是制造業(yè)，但服務行業(yè)包括清潔、加油、救護、搶險、救災這些等等，都屬于非制造行業(yè)和服務行業(yè)，那么這里邊跟工業(yè)機器人相比，它有一個很重要的不同，它主 要是一個移動平臺，它能夠移動、去運動，上面有一些手臂進行操作，同時還裝有一些像力覺傳感器和視覺傳感器、超聲測距傳感器等等。它對周邊的環(huán)境進行識別，來判斷它的運動，完成某種工作，這是服務機器人的基本的一個特點。 例如，家務機器人主要體現(xiàn)在像一些對地毯和地板定期的它能夠進行清掃和吸塵，它這個機器人很有意思，它有傳感器，它能夠把家具和人能識別出來，它自動的按照一種規(guī)律，能根據路徑把地面全部的清掃干凈，這也是家務中一些機器人的表現(xiàn)。 那么醫(yī)療機器人，是近五年來發(fā)展比較迅速的一個新的應用領域。如果人手術的時候，醫(yī)生來 手術，一個是疲勞，另一個人手操作的精度還是有限的。在德國一些大學里面，面向人的脊椎，如腰間盤突出這種病，進行識別以后，能夠自動地用機器人來輔助進行定位，進行操作和手術。像美國已經有一千多例機器人對人眼球進行手術，這樣的機器人，還包括通過遙控操作的辦法，實現(xiàn)對人的胃腸這種手術，大家在電視里邊看到，一個機械手，大概有手指這樣粗細的一個機械手，通過插入腹臟以后，人在屏幕上操作這個機器手，同時對它用激光的方法對病灶進行激光的治療，這樣的話，人就不用很大幅度地破壞人的身體，這實際對人的一種解放，是非常好一種機器人，醫(yī) 療機器人它也很復雜，一方面它完全自動去完成各種工作，是有困難的，一般來說都是人來參與，這是美國開發(fā)的一個林白手術這樣一個例子，人通過在屏幕上，通過一個遙控操作手來控制另一個機械手，實現(xiàn)通過對人的腹腔進行手術，前幾年我們國家展覽會上，美國已經成 4 功的實現(xiàn)了對人的心臟瓣膜的手術和搭橋手術，這已經在機器人領域中，引起了很大的轟動，還包括， 這種外科手術機器人，它實際上通過一些儀器能夠對人的一些病變進行檢查，通過一個機械手就能夠實現(xiàn)對人的某些部位進行手術，還包括遙操作機械手，以及多個醫(yī)生可以在機器人共同參與 下進行手術，包括機器人給大夫醫(yī)生拿鉗子、鑷子或刀子來代替護士的工作，同時把照明能夠自動的給醫(yī)生的動作聯(lián)系起來，醫(yī)生的手到哪兒，照明就去哪兒，這樣非常好的，一個醫(yī)生的助手。 我們國家的這個方面也不甘落后，應該說繼美國、俄國和法國之后，我們國家這個方面，也是走向了國際的前列，這是中科院沈陽自動化所開發(fā)和研制成功，水下六千米無纜自治水下機器人，那么這個機器人到水下六千米，能夠無纜進行作業(yè)，這是剛被獲得 2000 年我們國家十大科技成果之一，這個標志著我們國家在水下機器人這塊，已經達到了國際先進水平，目前我們在 863 計 劃，在開發(fā)水下七千米的有載人潛器來對海洋進一步的開發(fā)和作業(yè)，這也是投了很大的財力和物力。 我們在空間機器人研究這塊也有很大的發(fā)展。包括像歐洲十六國在聯(lián)合空間計劃，面向未來太空的這種太空艙這樣一個整個計劃，其中有一點就是空間機器人，它的主要意義在于開發(fā)宇宙，造福人類，創(chuàng)造人類新的家園，它主要的功能是在于科學考察，像空間生產和科學實驗，衛(wèi)星和航天器的維修和修理，以及空間建筑的裝配，這幾個應用，確實是必要的，比方說科學考察，如果對像地面的模擬一些物理和化學實驗，不一定非得人在太空艙里邊，因為人在太空艙里生存一天的 費用，將近是一百萬美金，而且也很危險，那么其實有些動作是很簡單的，人通過在地面上，通過衛(wèi)星進行控制機器人，再定期的完成某種預定的動作，實際是很簡單的，還有包括像太空艙進行控制一些實驗，一些開關、按鈕、法蘭簡單的維修維護，都可以用機器人來完成，因為機器人有太陽能電池的話，那么機器人就能夠生存，就能工作，通過上次我們剛才介紹機器人發(fā)展的應用，在不同領域的應用，也確實看到了機器人在工業(yè)、醫(yī)療、水下、空間、采掘、建筑、服務、娛樂、軍事方面的應用，也的的確確看到，是由于應用帶動了關鍵技術的發(fā)展，沒有需求，機器人就不能 發(fā)展，正是因為人們在認識自然改造自然過程中，需要各種各樣的機器人，所以才促進了這項關鍵技術的發(fā)展，促進了機器人本身問題的發(fā)展，從另一個方面，由于關鍵技術的解決，以及應用的需求，就促進了機器人學本身的一個主題的發(fā)展，智能化，由原來的示教再現(xiàn)，發(fā)展成目前局部 5 感知功能的第二代機器人，最終的目標，是不斷地隨著其它學科和先進技術的發(fā)展，使機器人內涵不斷豐富，最終實現(xiàn)智能機器人這樣一個主流。 機器人是人類的得力助手，能友好相處的可靠朋友，將來我們會看到人和機器人會存在一個空間里邊，成為一個互相的助手和朋友。機器人會不會 產生飯碗的問題。我們相信不會出現(xiàn) “機器人上崗，工人下崗 ”的局面，因為人們隨著社會的發(fā)展，實際上把人們從繁重的體力和危險的環(huán)境中解放出來，使人們有更好的崗位去工作，去創(chuàng)造更好的精神財富和文化財富。