1.机械手毕业设计
引 言 在现代工业中,生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
随着工业现代化的进一步发展,自动化已经成为现代企业中的重要支柱,无人车间、无人生产流水线等等,已经随处可见。同时,现代生产中,存在着各种各样的生产环境,如高温、放射性、有毒气体、有害气体场合以及水下作业等,这些恶劣的生产环境不利于人工进行操作。
工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术,是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物,并以成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效手段之一。
尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场合,应用得更为广泛。在我国,近几年来也有较快的发展,并取得一定的效果,受到机械工业和铁路工业部门的重视。
本课题拟开发物料搬运机械手,采用日本三菱公司的FX2N系列PLC,对实验室现有的TVT—99D机械手模型进行开发。该装置机械部分有滚珠丝杠、滑轨、汽缸、气控机械抓手等;电气方面由步进电机、驱动模块、传感器、开关电源、电磁阀、旋转码盘、操作台等部件组成。
我们利用可编程技术,结合相应的硬件装置,控制机械手完成各种动作。本课题是有我和徐立同同学合作共同完成,在整个设计过程中徐立同同学主要负责硬件方面如接线、画各个电气设备的电路接线图等;而我则是主要负责软件部分,在实际的设计调试过程中我主要负责PLC的接线编程、调试等工作。
当然了硬件和软件是不分家的,谁也离不开谁,因此,在整个设计过程中各种方案的敲定与实施均是由我们俩个在指导老师的帮助下共同研究、推敲、讨论试验调试中确定的。为了能够实现机械手可在空间抓放物体,动作灵活多样,适用于可变换生产品种的中小批量自动化生产,广泛应用于柔性自动线。
再加上本课题开发的机械手采用的日本三菱公司的FX2N系列PLC控制,是一种按预先设定的程序进行工件的搬运的自动化装置,可部分代替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业,并要实现根据工件的简单的变化要求随时更改相关控制参数。为达到这些要求,我们设计的控制方案尽量在我们力所能及的范围内选择最佳的方案。
如在本设计中遇到的对直流电机的控制问题中,在控制直流电机正反转的问题上通过老师的指导我们想到了两种控制方案:一种是在原设备的基础上加上四个继电器实现其控制功能;另一种则是根据三菱公司的FX2N系列PLC的输出端的内部电路的特点,可以在不增加其他设备的情况下实现控制要求。我在最大限度的满足工艺流程和控制要求的同时,还要考虑要有很高的性价比,因此我们选择了后一种方案。
也许后一种方案有其弊端,但目前还没有发现。望大家多多指教。
当然了,由于我们水平的限制和时间的仓促,在很多地方的控制方案还不是很理想,同时还遗留有很多的问题,需要进一步的研究中才能解决,望各位老师和广大同学批评和指教。 机械手的毕业设计说明书一.前言1.1设计的意义与作用机械手是在机械化,自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。
在现代生产过程中,机械手被广泛的运用于自动生产线中,机械人的研制和生产已成为高技术邻域内,迅速发殿起来的一门新兴的技术,它更加促进了机械手的发展,使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然目前还不如人手那样灵活,但它具有能不断重复工作和劳动,不知疲劳,不怕危险,抓举重物的力量比人手力大的特点,因此,机械手已受到许多部门的重视,并越来越广泛地得到了应用。
在工业生产过程中,尤其在自动流水线上,零件的加工和搬运都可能用到机械手。本课题就为解决海门恒豪制针有限公司在缝纫机针的生产过程中,抛光这一工艺工作。
缝纫机针且夹紧不方便,要使用一个专用夹具用于抛光工作,为了解决以上传统的缺点,设计了该液压式摆动机械手。1.2机械手的工作原理 该机械手采用了液压驱动方式来实现其工作的要求,工作要求就是机械手臂的上下能够摆动,手臂的回转运动,手腕的回转运动及手部的夹持运动,本次设计的机械手主要用于缝纫机针的抛光工作,可用几台液压摆动机械手与抛光机相配合,进行协调实现抛光工作的自动化生产线,机械手的手指夹持缝纫机针,在即旋转又往复移动的抛光机上进行上下摆动,根据抛光工艺过程,自动线上有4台机械手,各机械手间互传递着缝纫机针,调换缝纫机针的大小头,并进行粗精抛光操作。
1.3抛光自动生产线的组成及工作原理抛光自动生产线的平面布置图如下:1.4.自动生产线的工作方式及组成: 全线由震动式顺针机,上料工作台,4台机械手,4台抛光机和装针斗组成。4只抛光轮分别由电动机带动旋转,由另外的电动机经传动装置(如曲柄滑块机构)带动4只抛光轮一同作左右往复运动,每台机械手分别由自身的电子程序控制器控制,根据抛光工艺要求所编制的程序,依次进行程序转换,控制机械手液压系统的电磁换向阀,从而使机械手按程序进行各种动作。
4台机械手动作相同,全自动线动作过程如下:机械手1在上料。
2.流水线的论文
浅谈流水线技术 摘要]本文通过传统计算机的指令执行的顺序方式与现代计算机指令执行的流水线技术的比较,介绍了流水线的工作原理,流水线工作过程的描述方法———时空图,以及流水线的性能指标。
[关键词]指令;顺序方式;流水线方式;时空图;性能一、传统计算机指令执行的顺序方式传统的计算机系统是基于冯·诺伊曼的体系结构,采用的是串行处理,无论是指令的执行还是数据的处理,都是严格地按照串行的方式来进行的,那就是指令或数据流入后,无论需要执行或处理的时间是长还是短,这时除了正在执行或处理的部件以外,其余的都处于闲置状态。如一条指令的指令构成包括取指令、分析指令和执行指令,即按四个周期完成一条指令,其执行过程如下: 这种计算机的主要特点是:计算机的各个操作(如读/写存储器,算术或逻辑运算,I/O操作)只能串行顺序地执行,即任一时刻只能进行一个操作。
计算机的串行执行的处理方式非常简单,但效率也是惊人的低下、速度慢,因为这些闲置的部件完全可以在等待的时间里完成几个之前的同类工作,不能充分发挥CPU的性能。考虑到计算机在指令周期的不同阶段,其功能是由不同的组成器件完成的,这样我们可以设计使它们并行执行,以提高计算机的执行速度。
为了提高微机的工作速度,采用将某些功能部件分离,使一些大的顺序操作分解为由不同功能部件分别完成、在时间上可以重叠的子操作,这种技术被称为流水线技术。流水线(Pipeline)技术是一种将每条指令分解为多步,并让各步操作重叠,从而实现几条指令并行处理,是目前广泛应用于微处理芯片(CPU)中的一项关键技术,是对CPU内部的各条指令的执行方式的一种形容。
要了解流水线技术,就必须先了解指令及其执行过程。计算机指令,就是告诉CPU要做什么事的一组特定的二进制集合。
如果我们将CPU比喻成一个加工厂,那么,一条指令就好比一张订单,它引发了CPU这一加工厂的一系列动作,最后分别得到了运算结果和产品。那么,它们到底是怎样工作的呢?首先,要有一个接收订单的部门--CPU的取指令机构;其次,还要有完成订单的车间--CPU的执行指令机构。
在工厂中,一张订单上的产品被分成了许多道工序,而指令亦在CPU中转换成了许多条对应的微操作,依次完成它们,就执行完了整条指令。二、现代计算机指令执行的流水线技术在低档的CPU中,指令的执行是串行的,简单地说,就是执行完了一条指令后,再执行下一条指令,好比我们上面提到的加工厂在接到一张订单之后,他必然忙于完成第1张订单,而没有能力去接第2张订单。
这样接订单→完成订单→接订单→。
取指令→执行指令→取指令→。
是一个串行的过程。后来,老板发现接受订单不费太多时间,而且他还有了一个帮工,他们可以相互独立地工作,这样,老板就在完成上张订单产品的同时,接受下一张订单的订货。
这表现在CPU上就是取指令机构与执行指令机构的分开,这样从CPU整体来看,CPU在执行上条指令的同时,又在并行地取下条指令。这在CPU技术上是一个质的飞跃,它使得CPU从串行工作变为并行工作,从而具有了流水线的雏型。
CPU在完成了上面这一步之后,剩下的就是如何提高并行处理能力的问题了,CPU的设计者们从加工厂的装配线得到启发,将一条指令的执行分解成了许多各不相同的多个工序———微指令,从而极大地简化了指令的复杂度,简化了逻辑设计,提高了速度。在具有流水线技术的CPU中,上条指令刚执行完第一道“工序”,马上第二条指令就加入了流水线中,开始执行。
很明显,这种流水线技术要求有多个执行单元。流水线技术的采用的目的只有一个:使指令的执行速度或数据的处理速度更快。
在处理机采用流水线方式与采用传统的串行方式相比,具有如下特点:1.在流水线中处理的必须是连续任务,只有连续不断地提供任务才能充分发挥流水线的效率。2.把一个任务(一条指令或一个操作)分解为几个有联系的子任务,每个子任务由一个专门的功能部件来实现。
因此,流水线实际上是把一个大的功能部件分解为多个独立的功能部件,并依靠多个功能部件并行工作来缩短程序的执行时间。在流水线中,一个子任务通常称为一个子过程,或流水线中的一个功能段。
3.在流水线的每一个功能部件的后面都要有一个缓冲寄存器,用于保存本段的执行结果。4.流水线中各段的时间应尽量相等,否则将引起“堵塞”、“断流”等。
在理想情况下,各流水线所需要的时间是相等的,流水线填满后每隔△t时间就会有一个结果流出流水线。5.流水线的工作一般分为3个阶段,即建立(填入)、填满和排空。
简单地说,流水线技术是一种将每条指令分解为多步,并让各步操作重叠,从而实现几条指令并行处理的技术。程序中的指令仍是一条条顺序执行,但可以预先取若干条指令,并在当前指令尚未执行完时,提前启动后续指令的另一些操作步骤。
这样显然可加速一段程序的运行过程。三、描述流水线工作的有效方法———时空图描述流水线的工作,最常用的方法是采用“时空图”,即解释指令的时(间)-空(间)关系。
在时空。
3.工业机器人论文
基于DSP运动控制器的5R工业机器人系统设计摘要:以所设计的开放式5R关节型工业机器人为研究对象,分析了该机器人的结构设计。
该机器人采用基于工控PC及DSP运动控制器的分布式控制结构,具有开放性强、运算速度快等特点,对其工作原理进行了详细的说明。机器人的控制软件采用基于Windows平台下的VC++实现,具有良好的人机交互功能,对各组成模块的作用进行了说明。
所设计的开放式5R工业机器人系统,具有较好的实用性。关键词:开放式;关节型;工业机器人;控制软件0引言工业机器人技术在现代工业生产自动化领域得到了广泛的应用,也对工程技术人员提出更高的要求,作为机械工程及自动化专业的技术人才迫切需要掌握这一先进技术。
为了能更好地加强技术人员对工业机器人的技能实践与技术掌握,需要开放性强的设备来满足要求。本文阐述了我们所开发设计的一种5R关节型工业机器人系统,可以作为通用的工业机器人应用于现场,也可作为教学培训设备。
1 5R工业机器人操作机结构设计关节型工业机器人由2个肩关节和1个肘关节进行定位,由2个或3个腕关节进行定向,其中一个肩关节绕铅直轴旋转,另一个肩关节实现俯仰,这两个肩关节轴线正交。肘关节平行于第二个肩关节轴线。
这种构型的机器人动作灵活、工作空间大,在作业空间内手臂的干涉最小,结构紧凑,占地面积小,关节上相对运动部位容易密封防尘,但运动学复杂、运动学反解困难,控制时计算量大。在工业用应用是一种通用型机器人¨。
1.1 5R工业机器人操作机结构所设计的5R关节型机器人具有5个自由度,结构简图如图1所示。5个自由度分别是:肩部旋转关节J1、大臂旋转关节J2、小臂旋转关节J3、手腕仰俯运动关节J4和在旋转运动关节J5。
总体设计思想为:选用伺服电机(带制动器)驱动,通过同步带、轮系等机械机构进行间接传动。腕关节上设计有装配手爪用法兰,通过不断地更换手爪来实现不同的作业任务。
1.2 5R工业机器人参数表1为设计的5R工业机器人参数。 2 5R工业机器人开放式控制系统机器人控制技术对其性能的优良起着重大的作用。
随着机器人控制技术的发展,针对结构封闭的机器人控制器的缺陷,开发“具有开发性结构的模块化、标准化机器人控制器”是当前机器人控制器发展的趋势]。为提高稳定性、可靠性和抗干扰性,采用“工业PC+DSP运动控制器”的结构来实现机器人的控制:伺服系统中伺服级计算机采用以信号处理器(DSP)为核心的多轴运动控制器,借助DSP高速信号处理能力与运算能力,可同时控制多轴运动,实现复杂的控制算法并获得优良的伺服性能。
2.1基于DSP的运动控制器MCT8000F8简介深圳摩信科技公司MCT8000F8运动控制器是基于网络技术的开放式结构高性能DSP8轴运动控制器,包括主控制板、接口板以及控制软件等,具有开放式、高速、高精度、网际在线控制、多轴同步控制、可重构性、高集成度、高可靠性和安全性等特点,是新一代开放式结构高性能可编程运动控制器。图2为DSP多轴运动控制器硬件原理图。
图中增量编码器的A0(/A0)、B0(/B0)、c0(/CO)信号作为位置反馈,运动控制器通过四倍频、加减计数器得到实际的位置,实际位置信息存在位置寄存器中,计算机可以通过控制寄存器进行读取。运动控制卡的目标位置由计算机通过机器人运动轨迹规划求得,通过内部计算得到位置误差值,再经过加减速控制和数字滤波后,送到D/A转换(DAC)、运算放大器、脉宽调制器(PWM)硬件处理电路,转化后输出伺服电机的控制信号或PWM信号。
各个关节可以完成独立伺服控制,能够实现线性插补控制、二轴圆弧插补控制。 2.2机器人控制系统结构及工作原理基于PC的Windows操作系统,因其友好的人机界面和广泛的用户基础,而成为基于PC控制器的首选。
采用PC作为机器人控制器的主机系统的优点是:①成本低;②具有开放性;③完备的软件开发环境和丰富的软件资源;④良好的通讯功能。机器人控制结构上采用了上、下两级计算机系统完成对机器人的控制:上级主控计算机负责整个系统管理,下级则实现对各个关节的插补运算和伺服控制。
这里通过采用一台工业PC+DSP运动控制卡的结构来实现机器人控制。实验结果证明了采用Pc+DSP的计算结构可以充分利用DSP运算的高速性,满足机器人控制的实时需求,实现较高的运动控制性能。
机器人伺服系统框图如图3所示。伺服系统由基于DSP的运动控制器、伺服驱动器、伺服电动机及光电编码器组成。
伺服系统包含三个反馈子系统:位置环、速度环、电流环,其工作原理如下:执行元件为交流伺服电动机,伺服驱动器为速度、电流闭环的功率驱动元件,光电编码器担负着检测伺服电机速度和位置的任务。伺服级计算机的主要功能是接受控制级发出的各种运动控制命令,根据位置给定信号及光电编码器的位置反馈信号,分时完成各关节的误差计算、控制算法及D/A转换、将速度给定信号加至伺服组件的控制端子,完成对各关节的位置伺服控制。
管理级计算机采用586工控机(或便携笔记本),主要完成离线编程、仿真、与控制级通讯、作业。
4.机器人基础知识论文
原发布者:陈世林2
工业机器人论文论文题目:工业机器人的特征与发展学生姓名:2012年11月29日摘摘要:机器人一词的出现和世界上第一台工业机器人的问世都是近几十年的事。然而在西周时期,我国的能工巧匠偃师就研制出了能歌善舞的伶人,这是我国最早记载的机器人。进入20世纪后,机器人的研究与开发得到了更多人的关心与支持,一些适用化的机器人相继问世。1959年第一台工业机器人在美国诞生,开创了机器人发展的新纪元。工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。机器人技术及其产品已成为柔性制造系统(FMS)、自动化工厂(FA)、计算机集成制造系统(CIMS)的自动化工具。广泛采用工业机器人,不仅可提高产品的质量与数量,而且保障人身安全、改善劳动环境、减轻劳动强度、提高劳动生产率、节约材料消耗以及降低生产成本有着十分重要的意义。工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。关键字:组成控制与编程发展现状国内趋势机器人是一个在三维空间,具有角度自由度的并能实现众拟人动作和功能的机器;工业机器人是能模拟人手臂.手腕和手功能的机电一体化产品,它可以把任意物体或工具按空间位置的识辨要求进行移动可实现工业生产的要求。它们通常配备有机械手、刀具或其他可装配的加工工具,以及能够执行搬运操作与加工制造的任务。工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座
5.机器人科技论文一千字
2200年,我们的世界变成了一个更加美好的世界,无论你走到哪,都能发现科学技术发展的成果。
中午,我回到家,走进客厅,竟然发现平时只要在家都会每分每秒做着家务、一刻也不肯歇会儿的妈妈与往日不同,正悠闲地懒洋洋地坐在沙发上,还津津有味地看着电视,不时吃几片橘子,似乎没有事情可做似的。旁边放着一个上身粉红色,下身紫红色的机器人。
我仔细打量着它,它的身体匀称、个子不高也不矮,身子笔直笔直的,可精神了!仿佛是一位侍卫兵在那。我又看看房间,整理得井井有条,地板上连一粒灰尘也没有,都可以照出我的影子了,到处都干净极了!使我不得不吃惊地望着妈妈。
“妈妈,你怎么还没做午饭?”我这时才发觉桌子上空荡荡的,只有空气漂浮在上面。 “噢,好的,我马上叫它去做“妈妈瞟了我一眼,打开抽屉,拿出一个有五彩按钮和文字按钮的遥控器。
“它?!”我有些诧异,“客厅里只有我们俩个人呀!” “你看,就是它呀,我昨天才买来的呢,效果不错,还有不少功能呢!”妈妈骄傲地指了指机器人,仿佛机器人是她的什么宝贝似的。那个机器人立即转过身面对着我,像是只要一声令下,他就会立刻去做你想要让他做的事情。
妈妈又低头看看遥控器,眼珠子转来转去,似乎在寻找着什么。忽然,她眼睛一亮,似乎中了什么大奖似的,飞快地按下了一个按钮,那个机器人像是得到了一条圣旨似的,一转身,它便开始在厨房里做饭了。
只见它眼疾手快地从袋子里拿出一捆蔬菜,然后飞快地用刀切开皮筋,“咚咚“地把菜切成一小块,又立即从袋子里拿出几个土豆,用小刀飞快地削掉了皮,并且用刀切成一条一条的……就这样,他一会儿去看看电饭煲里边的饭有没有做好,一会切着菜,动作可敏捷了。看得我眼花缭乱,真没想到机器人竟有如此厉害。
才几十分钟,饭就做好了。它端着菜走到餐桌旁,嘴里还念念有词地说:“今天的菜式黄瓜炒肉、青菜炒蘑菇,还有番茄炒蛋…….请大家用餐。”
它说完,又拿起两只碗,给我和妈妈添了饭。看着这些馋涎欲滴的食物,饥肠辘辘的我早已夹了菜,开始大口大口地吃了起来,衣服上面有油渍也不管了。
有了机器人真好,它不用吃饭,只“吃”电,还有很多功能,真是人类的“好帮手”。
6.关于人造机器人的科技小论文600字
我长大的梦想是想当一名发明家,因为那次去看科普展给了我很大的启发。
我想发明的是一个管理各种污染方面的机器人,不要看不起那一个小小的机器人,它的本领可多了。要是它看到有人乱丢垃圾,它会把嘴张开,嘴里露出一个红色的小警报灯,那个灯会一直亮,然后用它的机器手把垃圾捡回来,把它身体中间的小口袋打开,并把垃圾扔进口袋里。
要是看到有人吐痰,环保机器人就会抻出一把扫帚和一个撮子,把人们吐的痰收起来,从右手伸出一个喷水机,把痰印清洗干净。这个机器人还有倡导爱护环境的功能,比如把它们带到广场上,它们会一边巡逻打扫垃圾,一边发出声音提醒人们要爱护环境,保护自然。
我想在它们的提醒下,人们也会自觉的将垃圾扔到垃圾箱中。这个机器人发明出来以后,给每位环卫工人配备一个,这样就大大的减少了他们的工作量,因为这些环境卫士们太辛苦了,有了这个环保机器人,他们的工作就会轻松很多。
我们周边的环境也会越来越好。
7.寻求一篇有关机器人的论文(5000字左右)
数字化家庭是未来智能小区系统的基本单元。
所谓“数字化家庭”就是基于家庭内部提供覆盖整个家庭的智能化服务,包括数据通信、家庭娱乐和信息家电控制功能。 数字化家庭设计的一项主要内容是通信功能的实现,包括家庭与外界的通信及家庭内部相关设施之间的通信。
从现在的发展来看,外部的通信主要通过宽带接入。intenet,而家庭内部的通信,笔者采用目前比较具有竞争力的蓝牙(bluetootlh)无线接入技术。
传统的数字化家庭采用pc进行总体控制,缺乏人性化。笔者根据人工情感的思想设计一种配备多种外部传感器的智能机器人,将此智能机器人视作家庭成员,通过它实现对数字化家庭的控制。
本文主要就智能机器人在数字化家庭医疗保健方面的应用进行模型设计,在智能机器人与医疗仪器和控制pc的通信采用蓝牙技术。整个系统的成本较低,功能较为全面,扩展应用非常广阔,具有极大的市场潜力。
2 智能机器人的总体设计 2.1 智能机器人的多传感器系统 机器人智能技术中最为重要的相关领域是机器人的多感觉系统和多传感信息的集成与融合[1],统称为智能系统的硬件和软件部分。视觉、听觉、力觉、触觉等外部传感器和机器人各关节的内部传感器信息融合使用,可使机器人完成实时图像传输、语音识别、景物辨别、定位、自动避障、目标物探测等重要功能;给机器人加上相关的医疗模块(ccd、camera、立体麦克风、图像采集卡等)和专用医疗传感器部件,再加上医疗专家系统就可以实现医疗保健和远程医疗监护功能。
智能机器人的多传感器系统框图如图1所示。 2.2 智能机器人控制系统 机器人控制系统包含2部分:一是上位机,一般采用pc,它完成机器人的运动轨迹规划、传感器信息融合控制算法、视觉处理、人机接口及远程处理等任务;二是下位机,一般采用多单片机系统或dsp等作为控制器的核心部件,完成电机伺服控制、反馈处理、图像处理、语音识别和通信接口等功能。
如果采用多单片机系统作为下位机,每个处理器完成单一任务,通过信息交换和相互协调完成总体系统功能,但其在信号处理能力上明显有所欠缺。由于dsp擅长对信号的处理,而且对此智能机器人来说经常需要信号处理、图像处理和语音识别,所以采用dsp作为智能机器人控制系统的控制器[2]。
控制系统以dsp(tms320c54x)为核心部件,由蓝牙无线通信、gsm无线通信(支持gprs)、电机驱动、数字罗盘、感觉功能传感器(视觉和听觉等)、医疗传感器和多选一串口通信(rs-232)模块等组成,控制系统框图如图2所示。 (1)系统通过驱动电机和转向电机控制机器人的运动,转向电机利用数字罗盘的信息作为反馈量进行pid控制。
(2)采用爱立信(ericsson)公司的rokl01007型电路作为蓝牙无线通信模块,实现智能机器人与上位机pc的通信和与其他基于蓝牙模块的医疗保健仪器的通信。 (3)支持gprs的gsm无线通信模块支持数据、语音、短信息和传真服务,采用手机通信方式与远端医疗监控中心通信。
(4)由于tms320c54x只有1个串行口,而蓝牙模块、gsm无线模块、数字罗盘和视觉听觉等感觉功能传感器模块都是采用rs一232异步串行通信,所以必须设计1个多选一串口通信模块进行转换处理。当tms320c54x需要蓝牙无线通信模块的数据时通过电路选通;当t~ms320c54x需要某个传感器模块的数据时,关断上次无线通信模块的选通,同时选通该次传感器模块。
这样,各个模块就完成了与1~ms320c54x的串口通信。3 主要医疗保健功能的实现 智能机器人对于数字化家庭的医疗保健可以提供如下的服务: (1)医疗监护 通过集成有蓝牙模块的医疗传感器对家庭成员的主要生理参数如心电、血压、体温、呼吸和血氧饱和度等进行实时检测,通过机器人的处理系统提供本地结果。
(2)远程诊断和会诊 通过机器人的视觉和听觉等感觉功能,将采集的视频、音频等数据结合各项生理参数数据传给远程医疗中心,由医疗中心的专家进行远程监控,结合医疗专家系统对家庭成员的健康状况进行会诊,即提供望(视频)、闻、问(音频)、切(各项生理参数)的服务[3]。 3.1机器人视觉与视频信号的传输 机器人采集的视频信号有2种作用:提供机器人视觉;将采集到的家庭成员的静态图像和动态画面传给远程医疗中心。
机器人视觉的作用是从3维环境图像中获得所需的信息并构造出环境对象的明确而有意义的描述。视觉包括3个过程: (1)图像获取。
通过视觉传感器(立体影像的ccd camera)将3维环境图像转换为电信号。 (2)图像处理。
图像到图像的变换,如特征提取。 (3)图像理解。
在处理的基础上给出环境描述。 通过视频信号的传输,远程医疗中心的医生可以实时了解家庭成员的身体状况和精神状态。
智能机器人根据医生的需要捕捉适合医疗保健和诊断需求的图像,有选择地传输高分辨率和低分辨率的图像。在医疗保健的过程中,对于图像传送有2种不同条件的需求: (1)医生观察家庭成员的皮肤、嘴唇、舌面、指甲和面部表情的颜色时,需要传送静态高清晰度彩色图像;采用的方法是间隔一段时间(例如5分钟)传送1幅高清晰度静态图像。
(2)医生借助。
8.机器人基础知识论文
机器人的历史并不算长,1959年美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人,机器人的历史才真正开始。
英格伯格在大学攻读伺服理论,这是一种研究运动机构如何才能更好地跟踪控制信号的理论。德沃尔曾于1946年发明了一种系统,可以“重演”所记录的机器的运动。
1954年,德沃尔又获得可编程机械手专利,这种机械手臂按程序进行工作,可以根据不同的工作需要编制不同的程序,因此具有通用性和灵活性,英格伯格和德沃尔都在研究机器人,认为汽车工业最适于用机器人干活,因为是用重型机器进行工作,生产过程较为固定。1959年,英格伯格和德沃尔联手制造出第一台工业机器人。
机器人分类机器人的分类关于机器人如何分类,国际上没有制定统一的标准,有的按负载重量分,有的按控制方式分,有的按自由度分,有的按结构分,有的按应用领域分。一般的分类方式: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。
"机器人"最终是机器还是人?机器人会不会全面超越人类,机器人会不会成为人类的颠覆者,机器人科学的发展对人类是祸还是福?这些问题早已超越了机器人科学工作者思考的范畴。随着机器人科学的发展,有关伦理的、社会的、哲学的思考越来越多。
虽然现在机器人都还只是工具,但我们不能永远把机器人简单地当作是一种工具,因为他有其他工具所不具备的人类特征:智能性。或许有一天,人类必须思考:"没有机器人,人将变为机器;有了机器人,人仍然是主人"这句话是不是仍然可以说得那么理直气壮。
是时候对机器人问题展开全面的哲学思考了!一、机器人会成为生物吗?关于机器人的定义,现在还没有准确的说法。不过,从现有的机器人来看,机器人肯定还只是机器。
现有的机器人都只是仿人的机器。比如说,汽车生产流水线上的焊接机器人,它虽然可以比人还有效率,但它终究还是个机器,就跟洗衣机或是电风扇一样,代替了人们某些方面的工作。
按照恩格斯的说法,工具就是人的某种器官的延伸。现有的机器人也只是人的某种或某几种器官的延伸,因而也只是工具。
不管人的定义是怎样的,起码有一点是肯定的,人首先是生物,这是人之所以成其为人的物质基础。机器人会不会是生物呢?现有的机器人大都是金属、导线和硅晶体的产物,肯定不是生物,以后的机器人会不会是呢?我们现在无从判断。
从物质成份上来说,人体所包含的元素、比例、结构方式等或许有一天都可以被复制。不过,我想,有一个问题是,即使人工可以制造出肌肉、神经、骨骼、血液、皮毛等,但是不是可以把这些东西组合在一起成为一个人呢?这首先是一个问题。
在这方面,灵长的猿猴最接近,猪狗、虫鱼甚至花草都比机器人更接近人。克隆人当然是生物,但克隆人还是有人类母体的,他具有母体的基因特征。
我们所讨论的机器人,显然不应该具有人类母体的基因等特征,否则,将会在伦理上陷入与克隆人同样的困境。克隆人,不在我们要讨论的机器人范畴内,机器人也绝对不能通过对人类克隆的方式来制造。
二、机器人会在综合能力上超过人吗?不过,即使是现有的科技水平还比较低下的机器人,也与螺丝刀等纯粹意义上的工具有着本质区别。因为机器人首先必须是有智能的,他的任何行动都是需要经过其"大脑"进行信息加工后做出的,这就具有了显著的人类特征。
如果我们能把电脑的运算过程也看作是一种思维的话,机器人在很大程度上就像人一样,做事是经过了脑子的,而螺丝刀显然是没有脑子的。智能性,是机器人与普通工具最大的区别。
还有一个不容忽视的地方,现有的机器人即使也只是一种工具,但他与普通工具不同的地方是,机器人不是人类某几种器官的简单延伸,从其设计原理上说,机器人从思维到做出反应的方式上是完全仿人的。谁也不知道,随着机器人科技的发展,机器人会不会完全具有人的所有能力?如果真有那么一天的话,机器人即使不是生。
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