机器人

1. 机器人 查焱丰——蒋承基 创作 ——小老虎出版社 售价：￥80.00

2. 目录 一：什么是机器人 1：机器人介绍 二：机器人的起源与发展 1：是谁首先制作的机器人 2：机器人现在的发展 三：机器人的用途 1：机器人可以工作吗？ 2：机器人的用途是什么？ 四：机器人的结构： 1：机器人的配件 五：我们制作机器人 1：制作方法 2：我们适合做什么样的机器人？ 六：如何使用机器人 1.指导 2.使用 七：机器人展示图 【图】 谢谢观赏

3. 机器人介绍 机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。

4. 是谁首先创作了机器人 1965年，MIT的Roborts演示了第一个具有视觉传感器的、能识别与定位简单积木的机器人系统。1967年日本成立了人工手研究会（现改名为仿生机构研究会），同年召开了日本首届机器人学术会。1970年在美国召开了第一届国际工业机器人学术会议。1970年以后，机器人的研究得到迅速广泛的普及。 1973年，辛辛那提·米拉克隆公司的理查德·豪恩制造了第一台由小型计算机控制的工业机器人，它是液压驱动的，能提升的有效负载达45公斤。  到了1980年，工业机器人才真正在日本普及，故称该年为“机器人元年”。  随后，工业机器人在日本得到了巨大发展，日本也因此而赢得了“机器人王国的美称”。

5. 机器人现在的发展 • 2002年 美国iRobot公司推出了吸尘器机器人Roomba，它能避开障碍，自动设计行进路线，还能在电量不足时，自动驶向充电座。Roomba是目前世界上销量最大、最商业化的家用机器人。iRobot公司北京区授权代理商：北京微网智宏科技有限公司http://www.micronet.net.cn。 • 2006年 6月，微软公司推出Microsoft Robotics Studio，机器人模块化、平台统一化的趋势越来越明显，比尔·盖茨预言，家用机器人很快将席卷全球。

6. 机器人的用途（简） • 机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。在工业 • 本田公司ASIMO机器人 • 、医学、农业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途。 • 　　现在，国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。一般说来，人们都可以接受这种说法，即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”

7. 机器人可以工作吗？ • 家务型机器人：能帮助人们打理生活，做简单的家务活。 • 　　　　程控型机器人：按预先要求的顺序及条件，依次控制机器人的机械动作。 • 　　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：能适应环境的变化，控制其自身的行动。 • 　　学习控制型机器人：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。

8. 机器人的结构 机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。 　　驱动装置是驱使执行机构运动的机构，按照控制系统发出的指令信号，借助于动力元件使机器人进行动作。它输入的是电信号，输出的是线、角位移量。机器人使用的驱动装置主要是电力驱动装置，如步进电机、伺服电机等，此外也有采用液压、气动等驱动装置。 　　检测装置的作用是实时检测机器人的运动及工作情况，根据需要反馈给控制系统，与设定信息进行比较后，对执行机构进行调整，以保证机器人的动作符合预定的要求。作为检测装置的传感器大致可以分为两类：一类是内部信息传感器，用于检测机器人各部分的内部状况，如各关节的位置、速度、加速度等，并将所测得的信息作为反馈信号送至控制器，形成闭环控制。另一类是外部信息传感器，用于获取有关机器人的作业对象及外界环境等方面的信息，以使机器人的动作能适应外界情况的变化，使之达到更高层次的自动化，甚至使机器人具有某种“感觉”，向智能化发展，例如视觉、声觉等外部传感器给出工作对象、工作环境的有关信息，利用这些信息构成一个大的反馈回路，从而将大大提高机器人的工作精度。 　　控制系统有两种方式。一种是集中式控制，即机器人的全部控制由一台微型计算机完成。另一种是分散（级）式控制，即采用多台微机来分担机器人的控制，如当采用上、下两级微机共同完成机器人的控制时，主机常用于负责系统的管理、通讯、运动学和动力学计算，并向下级微机发送指令信息；作为下级从机，各关节分别对应一个CPU，进行插补运算和伺服控制处理，实现给定的运动，并向主机反馈信息。根据作业任务要求的不同，机器人的控制方式又可分为点位控制、连续轨迹控制和力（力矩）控制。

9. 制作简单的机器人 • 我们适合做NXT机器人和RCX机器人 • 传感器等组建搭建的机器人系统的中枢，就像大脑一样控制、指挥机器人的行为。使用ROBOLAB软件，人们可以创造、搭建、编程真正的机器人，让它运动、做运动、甚至自己去“想”。 • 　　光学传感器 • 　　根据传感器的助攻，帮助您的机器人，以“见” 。 它可以让您的机器人，以区分轻，皮肤黝黑，以及确定光照强度在一个房间内，或光照强度不同的颜色。 • 　　声音传感器 • 　　声音传感器可让机器人听到！ 声音传感器能够测量的噪音水平都分贝（分贝）及DBA （频率约为3-6千赫哪里人耳是最敏感的） ，以及认识到健全的模式和确定基调的分歧。 • 　　触碰传感器 • 　　触摸传感器的反应接触和释放，机器人创造“感觉”一样，以前从未！ 它可以侦测到单个或多个按钮，压力机，和报告回给nxt 。 • 　　超声波传感器 • 　　超声波传感器“看到”物体的地方！超声波传感器是能够侦测到一个目标和措施，在其邻近英寸或厘

10. RCX机器人是什么？ • RCX是一块可编程积木，即课堂机器人（机器人指令系统）的大脑。它是整个用乐高积木、马达、传感器等组建搭建的机器人系统的中枢，就像大脑一样控制、指挥机器人的行为。使用ROBOLAB2.5.4软件，人们可以创造、搭建、编程真正的机器人，让它运动、做运动、甚至自己去“想”。 • RCX不仅可以通过红外发射仪与计算机通信，还可以通过红外收发与其它RCX通信，通过互联网通信，配合丰富多彩的乐高积木和乐高传感器或第三方的仪器设备，适合高校组建创新实验室或机器人课程，让学生们动手创造各种大型机电一体化系统，将抽象的理论知识和构思化为具体的模型。 • 　　作为控制模块和微型电脑，RCX可用于机器人系统模型的输入和输出控制。使用ROBOLAB软件在PC机上编写程序，通过连接在计算机串口上的红外线发射仪将程序下载到RCX，RCX即可脱离计算机，独立执行程序，控制一系列输入和输出，来响应周围环境并做出正确的动作。 • 　　基于计算机的数据采集。RCX不仅是机器人的大脑，还可作为一个微型便携式计算机连接各种工业传感器，可以采集数据。

11. NXT机器人简介 机器人能够代替人类完成重复乏味或者危险的工作，提高我们的生活品质和工作效率。机器人技术综合机械工程、电子工程、传感器应用、信息技术、数学、物理等多学科知识，代表着一个国家的高科技发展水平。为适应这一发展趋势，乐高公司于1998年开发出乐高智力风暴系列的机器人发明系统，这个系列的机器人非常适合中小学生的早期的机器人学习。    制作乐高机器人需要的硬件主要有搭建机器人的各种形状的积木、NXT微电脑、多种传感器、马达、导线、齿轮、齿条等200多个组件构成，利用这些组件就能搭建出形状各异的机器人。光有这些硬件不行，我们还想要机器人真正地“活”起来，就必须要有一个功能非常强大的软件支持才行，乐高机器人用的是MINDSTORMS语言或C语言对机器人进行编程，它有80多个编程模块,可以完成常见编程语言。这个语言最大的特点是：它是用图形化的语言来代替一长串一长串难记难懂的命令语言，让学生学得轻松、学得方便，提高学生的学习兴趣。学生在计算机上为机器人编写好程序，通过USB，将程序下载到NXT中，然后机器人就可以脱离计算机，根据程序指令，按照周围环境的输入信息来行动,完成智能化。    乐高机器人能够让学生体味到整个机器人的构思、设计和开发过程俨然是实际工作中的真实体验。 他们就像真正的科学家一样，针对实验主题，进行研究、策划、设计、组装和测试。 学生可以小组为单位，使用丰富多采的乐高积木、传感器、马达及齿轮等设计自己的机器人，并为机器人编写程序，让它完成自己想让它做的事情，如果有问题，学生就要重新考察设计结构、调试程序……直到最后的成功。       自从乐高机器人前几年进入中国之后，不但通过各种渠道的加强宣传之外，还定期的每年组织许多全市、全国甚至国际的各种比赛，现在比较重要的大赛，如：“英特尔”机器人国际创新大赛、全国性的乐高机器人常规赛、FLL国际挑战赛、乐高机器人足球对抗赛等。我们学校也曾在这些比赛中取得过不俗的成绩。

12. 现代机器人（纳米机器人） • 纳米机器人”的研制属于分子仿生学的范畴，它根据分子水平的生物学原理为设计原型，设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子器件”。纳米生物学的近期设想，是在纳米尺度上应用生物学原理，发现新现象，研制可编程的分子机器人，也称纳米机器人。合成生物学对细胞信号传导与基因调控网络重新设计，开发“在体”（in vivo）或“湿”的生物计算机或细胞机器人，从而产生了另种方式的纳米机器人技术。

13. 如何使用机器人 • 用NXT的话可以使用编程开启机器人的程序。但编程是复杂的。RCX也使用编程才能启动机器人，RCX相对来说比NXT要简单 。但NXT是可以运用于比赛和日用的。

14. 机器人展示【图】（1）

15. 机器人展示图（2）

16. 谢谢观赏 GOOG BYE!