蛇形搜救機(jī)器人的原理機(jī)構(gòu)設(shè)計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】

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下邊我簡單介紹一下工業(yè)機(jī)器人的一些情況。到目前為止，工業(yè)機(jī)器人是最成熟，應(yīng)用最廣泛的一類機(jī)器人，世界總量目前已經(jīng)銷售110萬臺，這是1999年的統(tǒng)計，但這110萬臺在已經(jīng)進(jìn)行裝備使用的是75萬臺，這個量也是不小的。總體情況看，日本在工業(yè)機(jī)器人這一塊，是首位的，成為機(jī)器人的王國，美國發(fā)展也很迅速，目前在新安裝的臺數(shù)方面，已經(jīng)超過了日本，中國剛開始進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化的階段，已經(jīng)研制出多種工業(yè)機(jī)器人樣機(jī)，已有小批量在生產(chǎn)中使用。 點焊機(jī)器人主要是針對汽車生產(chǎn)線，提高生產(chǎn)效率，提高汽車焊接的質(zhì)量，降低工人的勞動強(qiáng)度的一種機(jī)器人。它的特點是通過機(jī)器人對兩個鋼板進(jìn)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(yùn)動，所以它一般來說有五到六個自由度，負(fù)載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(yùn)動速度也很高，那么自由度的概念，就是說，是相對獨立運(yùn)動的部件的個數(shù)，就相當(dāng)于我們?nèi)梭w，腰是一個回轉(zhuǎn)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(diào)整姿態(tài)來使用的三個自由度，所以一般的機(jī)器人有六個自由度，就能把空間的三個位置，三個姿態(tài)，機(jī)器人完全實現(xiàn)，當(dāng)然也有小于六個自由度的，也有多于六個自由度的機(jī)器人，只是在不同的需要場合來配置。 第二類是服務(wù)機(jī)器人，隨著工業(yè)化的發(fā)展，尤其近十年以來，機(jī)器人的發(fā)展的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷拓寬，目前一個很重要的特征，大家都知道，機(jī)器人已經(jīng)從制造業(yè)逐漸轉(zhuǎn)向了非制造業(yè)和服務(wù)行業(yè)，剛才談的汽車制造屬于是制造業(yè)，但服務(wù)行業(yè)包括清潔、加油、救護(hù)、搶險、救災(zāi)這些等等，都屬于非制造行業(yè)和服務(wù)行業(yè)，那么這里邊跟工業(yè)機(jī)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(yùn)動，上面有一些手臂進(jìn)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(jìn)行識別，來判斷它的運(yùn)動，完成某種工作，這是服務(wù)機(jī)器人的基本的一個特點。 例如，家務(wù)機(jī)器人主要體現(xiàn)在像一些對地毯和地板定期的它能夠進(jìn)行清掃和吸塵，它這個機(jī)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(jù)路徑把地面全部的清掃干凈，這也是家務(wù)中一些機(jī)器人的表現(xiàn)。 那么醫(yī)療機(jī)器人，是近五年來發(fā)展比較迅速的一個新的應(yīng)用領(lǐng)域。如果人手術(shù)的時候，醫(yī)生來手術(shù)，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(xué)里面，面向人的脊椎，如腰間盤突出這種病，進(jìn)行識別以后，能夠自動地用機(jī)器人來輔助進(jìn)行定位，進(jìn)行操作和手術(shù)。像美國已經(jīng)有一千多例機(jī)器人對人眼球進(jìn)行手術(shù)，這樣的機(jī)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(shù)，大家在電視里邊看到，一個機(jī)械手，大概有手指這樣粗細(xì)的一個機(jī)械手，通過插入腹臟以后，人在屏幕上操作這個機(jī)器手，同時對它用激光的方法對病灶進(jìn)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(jī)器人，醫(yī)療機(jī)器人它也很復(fù)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(shù)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(jī)械手，實現(xiàn)通過對人的腹腔進(jìn)行手術(shù)，前幾年我們國家展覽會上，美國已經(jīng)成功的實現(xiàn)了對人的心臟瓣膜的手術(shù)和搭橋手術(shù)，這已經(jīng)在機(jī)器人領(lǐng)域中，引起了很大的轟動，還包括，AESOP的這種外科手術(shù)機(jī)器人，它實際上通過一些儀器能夠?qū)θ说囊恍┎∽冞M(jìn)行檢查，通過一個機(jī)械手就能夠?qū)崿F(xiàn)對人的某些部位進(jìn)行手術(shù)，還包括遙操作機(jī)械手，以及多個醫(yī)生可以在機(jī)器人共同參與下進(jìn)行手術(shù)，包括機(jī)器人給大夫醫(yī)生拿鉗子、鑷子或刀子來代替護(hù)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(yīng)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(jī)器人，那么這個機(jī)器人到水下六千米，能夠無纜進(jìn)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(biāo)志著我們國家在水下機(jī)器人這塊，已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)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(jìn)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(jī)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(jī)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(xué)考察，像空間生產(chǎn)和科學(xué)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(yīng)用，確實是必要的，比方說科學(xué)考察，如果對像地面的模擬一些物理和化學(xué)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(fèi)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(jìn)行控制機(jī)器人，再定期的完成某種預(yù)定的動作，實際是很簡單的，還有包括像太空艙進(jìn)行控制一些實驗，一些開關(guān)、按鈕、法蘭簡單的維修維護(hù)，都可以用機(jī)器人來完成，因為機(jī)器人有太陽能電池的話，那么機(jī)器人就能夠生存，就能工作，通過上次我們剛才介紹機(jī)器人發(fā)展的應(yīng)用，在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，也確實看到了機(jī)器人在工業(yè)、醫(yī)療、水下、空間、采掘、建筑、服務(wù)、娛樂、軍事方面的應(yīng)用，也的的確確看到，是由于應(yīng)用帶動了關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展，沒有需求，機(jī)器人就不能發(fā)展，正是因為人們在認(rèn)識自然改造自然過程中，需要各種各樣的機(jī)器人，所以才促進(jìn)了這項關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了機(jī)器人本身問題的發(fā)展，從另一個方面，由于關(guān)鍵技術(shù)的解決，以及應(yīng)用的需求，就促進(jìn)了機(jī)器人學(xué)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)展成目前局部感知功能的第二代機(jī)器人，最終的目標(biāo)，是不斷地隨著其它學(xué)科和先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，使機(jī)器人內(nèi)涵不斷豐富，最終實現(xiàn)智能機(jī)器人這樣一個主流。 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。