关于服务型机器人的介绍

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1、课程机器人学题目关于服务型机器人的介绍学院自动化学院专业控制科学与工程学号2111404070姓名陈韬指导教师张学习（2015年5月）目录1机器人概述11.1机器人的基本概念11.2机器人的定义21.3机器人产品的应用及分类22服务型机器人的概念与市场前景42.1服务型机器人的概念42.2服务型机器人产品的市场前景42.3服务机器人的关键技术52.3.1移动结构设计52.3.2定位与导航技术62.3.3路径规划62.3.4人机交互62.3.5控制策略63清洁机器人63.1清洁机器人的背景63.2Roomba的性能介绍以及工作原理73.2.1Roomba的性能介绍73.

2、2.2Roomba的工作原理104结论111机器人概述1.1机器人的基本概念机器人（Robot）是20世纪才出现的新名词、新概念，虽然真正意义上的机器人产品问世是近几十年的事，然而人们对机器人的幻想与追求却已有3000多年的历史。据传说西周时期，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；据《墨经》记载，春秋时期著名木匠鲁班曾制造过一只能在天上飞翔的木鸟；后汉三国时期，蜀国丞相诸葛亮成功地创造出了“木牛流马”，并用其运送军粮。国外的早期机器人也不少，如法国天才技师杰克·戴·瓦克逊发明可以进食的机器鸭，瑞士的钟表匠杰克·道罗斯和利·路易·道罗斯

3、父子连续推出的自动书写玩偶、自动演奏玩偶等。这表明人类希望并尝试制造出像人或动物一样的自动机构，以便代替人类完成各种艰辛繁琐的工作或仅是用于消遣娱乐。1920年，捷克剧作家卡雷尔·卡佩克(Capek)在他的《罗萨姆的万能机器人（Rossum’sUniversalRobots）》剧本中，第一次提出了机器人“robot”这个词。“robot”是从古代斯拉夫语“robota”一词演变而来的。“robota”本是强制劳动、苦力的意思，卡佩克根据它造出具有“奴隶机器”含义的新词“robot”。它反映着人类希望制造出象人一样会思考，有劳动能力的机器代替自己工作的愿望。但在当时，机

4、器人一词也仅仅具有科幻意义，并不具备现实意义，真正使机器人成为现实是20世纪工业机器人出现以后。进入20世纪后，随着现代工业自动化生产技术的快速发展，在工业生产线上出现了可部分替代工人手工劳动的工业自动化机械臂，即所谓的工业机器人。工业机器人在经历了诞生——成长——成熟期后，已成为制造业中不可少的核心装备，目前世界上有大量的工业机器人正应用在各条生产线上，工业机器人的应用大大提高了生产效率与产品质量，降低了生产成本与生产时间，为现代工业的迅速发展作出巨大的贡献。而其它种类机器人作为机器人家族的后起之秀，由于其用途广泛而大有后来居上之势，农业机器人、服务机器人、特种机器

5、人、军用机器人等各种用途的机器人纷纷面世，而且正以飞快的速度向实用化迈进。101.2机器人的定义机器人问世已有几十年，机器人的定义仍然没有一个统一的意见。原因之一是机器人还在不断发展，新的机型，新的功能不断涌现。根本原因主要是因为机器人涉及到了人的概念，成为一个难以回答的哲学问题。随着机器人技术的飞速发展和信息时代的到来，机器人所涵盖的内容越来越丰富，机器人的定义也不断充实和创新。在1967年日本召开的第一届机器人学术会议上，就提出了两个有代表性的定义。一是机器人学家森政弘与合田周平提出的：“机器人是一种具有移动性、个体性、智能性、通用性、半机械半人性、自动性、奴隶性

6、等7个特征的柔性机器”。从这一定义出发，森政弘又提出了用自动性、智能性、个体性、半机械半人性、作业性、通用性、信息性、柔性、有限性、移动性等10个特性来表示机器人的形象。另一个是日本早稻田大学加藤一郎教授提出的具有如下3个条件的机器称为机器人：1、具有脑、手、脚等三要素的个体；2、具有非接触传感器（用眼、耳接受远方信息）和接触传感器；3、具有平衡觉和固有觉的传感器。该定义强调了机器人应当仿人的含义，即它靠手进行作业，靠脚实现移动，由脑来完成统一指挥的作用。非接触传感器和接触传感器相当于人的五官，使机器人能够识别外界环境，而平衡觉和固有觉则是机器人感知本身状态所不可缺少

7、的传感器。这里描述的不是工业机器人而是自主机器人。1987年国际标准化组织对工业机器人进行了定义：“工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能，能完成各种作业的可编程操作机。”目前我国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器”。1.3机器人产品的应用及分类有史以来针对机器人产品的分类方式与角度多种多样，这是因为机器人产品一直在不断发展演变，很难用一种统一的标准来划分。本文按照现阶段机器人产品应用领域及工作内容的不