【文章內(nèi)容簡介】 經(jīng)過了 60 年代的搖籃期。 70 年代的實(shí)用期。到 80 年 代進(jìn)人普及提高期。 ” 并正式把 1980 年定為產(chǎn)業(yè)機(jī)器人的普及元年 ” 。開始在各個領(lǐng)域內(nèi)廣泛推廣使用機(jī)器人。 中國機(jī)器人的發(fā)展起步較晚， 1972 年我國開始研制自己的工業(yè)機(jī)器人。 七五 期間，國家投入資金，對工業(yè)機(jī)器人及其零部件進(jìn)行攻關(guān)，完成了示教再現(xiàn)式工業(yè)機(jī)器人成套技術(shù)的開發(fā)，研制出了噴涂、點(diǎn)焊、弧焊和搬運(yùn)機(jī)器人。 1986 年國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃 (863 計(jì)劃 )開始實(shí)施，智能機(jī)器人主題跟蹤世界機(jī)器人技術(shù)的前沿，經(jīng)過幾年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一批特種機(jī)器人。 20世紀(jì) 90 年代，我國的工業(yè)機(jī)器人又在 實(shí)踐中邁進(jìn)一大步，先后研制出了點(diǎn)焊、裝配、噴漆、切割、搬運(yùn)等各種用途的工業(yè)機(jī)器人，并實(shí)施了一批機(jī)器人應(yīng)用工程，形成了一批機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基地，為我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的騰飛奠定了基礎(chǔ) 。 二、 機(jī)器人技術(shù)的市場應(yīng)用 機(jī)器人融入我們?nèi)粘Ｉ畹牟椒ビ卸嗫?？?jù)國際機(jī)器人聯(lián)盟調(diào)查， 2021 年，全球個人機(jī)器人約有 200 萬臺，到 2021 年，還將有 700萬臺機(jī)器人投入運(yùn)行。按照韓國信息通信部的計(jì)劃，到 2021 年，韓國每個家庭都能擁有一臺機(jī)器人；而日本機(jī)器人協(xié)會預(yù)測，到 2025 年，全球機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的“蛋糕”將達(dá)到每年 500 億美元的規(guī)模 (現(xiàn)在 僅有 50 億美元 )。與 20世紀(jì) 70 年代 PC第一章 緒論 2 行業(yè)的情況相仿，我們不可能準(zhǔn)確預(yù)測出究竟哪些用途將推動這個新興行業(yè)進(jìn)入臨界狀態(tài)。不過看起來，機(jī)器人很可能在護(hù)理和陪伴老年人的工作上大展宏圖，或許還可以幫助殘疾人四處走走，并增強(qiáng)士兵、建筑工人和醫(yī)護(hù)人員的體力與耐力。 目前，我國從事機(jī)器人研發(fā)和應(yīng)用工程的單位 200 多家，擁有量為 3500 臺左右，其中國產(chǎn)占 20％，其余都是從日本、美國、瑞典等 40 多個國家引進(jìn)的。 2021 年已生產(chǎn)各種類型工業(yè)機(jī)器人和系統(tǒng) 300 臺套，機(jī)器人銷售額 億元，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)的年收益額為 47 億元，我國對工業(yè)機(jī)器人的需求量和品種將逐年大幅度增加。 三、 機(jī)器人技術(shù)的前景展望 機(jī)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(jī)器人會存在一個空間里邊，成為一個互相的助手和朋友。機(jī)器人會不會產(chǎn)生飯碗的問題。我們相信不會出現(xiàn)“ 機(jī)器人上崗，工人下崗 ” 的局面，因?yàn)槿藗冸S著社會的發(fā)展，實(shí)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(cái)富和文化財(cái)富，機(jī)器人來做這些危險環(huán)境的工作，展望 21 世紀(jì)機(jī)器人將是一個與 20 世紀(jì)計(jì)算機(jī)的普及一樣，會深入地應(yīng)用到各個領(lǐng)域， 所以很多專家預(yù)測，在 21 世紀(jì)的前 20 年是機(jī)器人從制造業(yè)走向非制造業(yè)的發(fā)展一個重要時期，也是智能機(jī)器人發(fā)展的一個關(guān)鍵時期，目前國際上很多國家，也對機(jī)器人對人類社會的影響的估計(jì)提出了新的認(rèn)識，同時，我們也可以看到機(jī)器人技術(shù)，涉及到多個學(xué)科，機(jī)械、電工、自動控制、計(jì)算機(jī)測量、人工智能、傳感技術(shù)等等，它是一個國家高技術(shù)實(shí)力的一個重要標(biāo)準(zhǔn)。 語音識別處理是語音功能的一個重要方面，目前計(jì)算機(jī)語音識別處理過程基本上一致，是一種基于統(tǒng)計(jì)模式識別的理論。我國的語音識別研究起步于五十年代，近年來發(fā)展很快，其研究水平基本與國外同 步，在漢語語音識別技術(shù)上還有自己的特點(diǎn)和優(yōu)勢?？梢灶A(yù)計(jì)，語音技術(shù)的發(fā)展前景無限。第二章 滅火 機(jī)器人的 總體設(shè)計(jì) 3 第二章 滅火 機(jī)器人的 總體設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)主要就是針對消防機(jī)器人的制作與研究，機(jī)器人以 NXP 公司 ARM7 系列中 LPC21 32 微處理器為核心，由碰撞傳感器、紅外傳感器、光敏傳感器、地面灰度傳感器、光電編碼器等作為檢測系統(tǒng)以及其它電路構(gòu)成。電源電路提供系統(tǒng)所需的工作電源，專用電機(jī)驅(qū)動芯片驅(qū)動電機(jī)控制小車的前進(jìn)后退以及轉(zhuǎn)向，光電對管完成尋跡和避障，光敏電阻傳感器檢測火焰，滅火風(fēng)扇進(jìn)行滅火。 一、外部構(gòu)造 滅火機(jī)器人外形呈小車狀， 由主板、傳感器、液晶顯示屏、底盤和上蓋組成，如圖 21 所示。 圖 21 滅火機(jī)器人外形簡圖 二、 操作面板的設(shè)計(jì) 操作面板由下載指示、下載口、充電口、開關(guān)、復(fù)位、運(yùn)行、電源指示等組成，如圖 22所示。 圖 22 機(jī)器人 操作面板 第二章 滅火 機(jī)器人的 總體設(shè)計(jì) 4 “開關(guān)”按鈕 控制 AS 一 Ul 日電源開關(guān)的按鈕，按此按鈕可以打開或關(guān)閉機(jī)器人電源。 “電源’，指示燈 按下 AS 一 Ulll 的開關(guān)后，這個燈會發(fā)紅光，這時可以與機(jī)器人進(jìn)行交流了！ “充電口” 將充電器的相應(yīng)端插入此口，再將另一端插到電源上即可對機(jī)器人充電。具體使用方法見“ 1 . 4AS 一 Ulll 的充電”。 “下載口” “充電口”旁邊的“下載口”用于下載程序到機(jī)器人主板上，使用時只需將 USB 連接線的相應(yīng)端插入下載口，另一端與計(jì)算機(jī)連接好，這樣機(jī)器人與計(jì)算機(jī)就連接起來了。 “復(fù)位／ A SOS 39。 ’按鈕 這按鈕用于系統(tǒng)復(fù)位。當(dāng)機(jī)器人因故障不能運(yùn)行的時候，試試這個按鈕吧。 打開電源后，按擊“運(yùn)行”鍵，機(jī)器人就可以運(yùn)行內(nèi)部已存儲的程序，按照你的“指令”行動。例如在運(yùn)行自檢程序時，如果想執(zhí)行下一個模塊的自檢，請按“運(yùn)行”鍵。 三、 電源部分 本滅火機(jī)器人選擇在線充電：也就是不用取出電池，直接為機(jī)器人充電。充電示意圖如圖23所示。 圖 23 充電器充電示意圖 （一）、 開機(jī)充電 AS 一 U 川可以一邊充電一邊活動，這樣很方便，不會影響你對機(jī)器人進(jìn)行編程和調(diào)試。您要采用這種方式給 AS 一 Ul 日充電時，只需： 將充電器取出； 把充電器充電線插入能力風(fēng)暴上中的充電插口； 另一端充電器電源插頭插入標(biāo)準(zhǔn)電源插座上（ 220V , 50 日 z ）。 第二章 滅火 機(jī)器人的 總體設(shè)計(jì) 5 （二）、 關(guān)機(jī)充電 AS 一 U 川也可以關(guān)機(jī)充電。只需將機(jī)器人的電源關(guān)閉，按擊控制按鍵中的“開關(guān)”鍵，“電 （三）、 更換電池 電池充滿電壓 8 . 4V ，額定工作電壓 7 . 2V ，最低工作電壓 SV 。電池可重復(fù)充電 1 000 次以上。因?yàn)?AS 一 Ul 日里用的是銼電池，沒有記憶和充爆問題，所以你可以隨時充電隨時用。但嚴(yán)禁把電池取下來充電！ 否則有可能會出現(xiàn)短路燃燒等嚴(yán)重后果。 當(dāng)電池達(dá)到使用壽命后，需要更換電池，我們按下面步驟進(jìn)行： 關(guān)閉 AS 一 Ul 日的電源； 將電池取出，更換電池； 重新裝上新電池。第 三 章 機(jī)器人的傳動機(jī)構(gòu)和動力驅(qū)動 6 第 三 章 機(jī)器人的傳動機(jī)構(gòu)和動力驅(qū)動 有了傳感器對環(huán)境的感知，有了程序指令的處理和反映，便需要機(jī)械構(gòu)造對具體功能的執(zhí)行。這一章我們機(jī)器人的傳動機(jī)構(gòu)和動力驅(qū)動作了只要的介紹。 一、齒輪傳動機(jī)構(gòu) 齒輪，顧名思義就像是帶了齒的輪子。齒輪傳動機(jī)構(gòu)就是齒輪作為主要傳動件的傳動機(jī)構(gòu)。工作時，首先有一只主動輪先轉(zhuǎn)動起來，轉(zhuǎn)動過程中與另一 個從動輪的齒一個一個的咬和下去，這個與它咬和的齒輪也會跟著旋轉(zhuǎn)，這樣運(yùn)動就從主動輪傳遞到從動輪，這叫做齒輪的嚙合傳動。 齒輪的種類很多，它們通過不同的配合可以實(shí)現(xiàn)不同的傳動類型，如圖 51 傳動類型 圖 31 齒輪的傳動方式 圖 31（ a） 所示的傳動類型能夠改變運(yùn)動的形式，齒輪是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，下方的齒條則是直線運(yùn)動； 圖 31（ b） 所示傳動類型能夠改變了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的速度； 圖 31（ c） 所示傳動類型不僅改變了運(yùn)動的速度而且改變了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的軸線方向。 二、機(jī)器人的齒輪箱 為什么齒輪箱里的傳動系統(tǒng)不能用一 級傳動呢 ？ 這是因?yàn)槿绻挥脙蓚€齒輪嚙合，為了達(dá)到改變速度的要求，就必須一個齒輪超小，一個齒輪超大，這樣不僅會造成空間上的浪費(fèi)，并且對小齒輪性能指標(biāo)的要求也很高。所以，為了達(dá)到一定的傳動比，我們有時候需要采用幾級傳動，一級一級的改變它的速度，直到將輸出軸的速度調(diào)整到所需要的指標(biāo)。 對于改變速度的傳動形式來說，就有一個傳動比的概念。對于齒輪傳動，傳動比可以用兩個齒輪的齒數(shù)來定義： I=Z1/Z2 Z1 為主動齒輪的齒數(shù)， Z2 為被動齒輪的齒數(shù) 輸出的速度可表達(dá)為： V 輸出 ＝ V 動力源 I 第 三 章 機(jī)器人的傳動機(jī)構(gòu)和動力驅(qū)動 7 我們在機(jī)器人上用到的齒輪箱展開圖（注：為了能看的更清楚，我們將齒輪箱展開，實(shí)際情況會略有不同）見圖 32: 圖 32 齒輪箱展開圖 當(dāng)然，機(jī)器人的腳除了齒輪箱以外，還有其他的部件，軸就是其中一個關(guān)鍵的部件。 軸在日常生活中是比較常見的，它依靠軸孔、軸承配合支撐帶孔的零件（如齒輪、渦輪等）并與之一起旋轉(zhuǎn)以傳遞運(yùn)動、扭矩或轉(zhuǎn)矩的機(jī)械零件。 觀察上圖，我們可以發(fā)現(xiàn)在齒輪頭里有三根軸，它們是齒輪的支架，在整個齒輪傳動中，我們根據(jù)軸的功能將軸分為三種：