机器人制作与程序设计.pdf

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1、机器人制作与程序设计第一章：走进机器人世界第一章走进机器人世界各位小主人们，是不是还沉浸在电影《机器人历险记》中惊险情节之中？人类的很多梦想，如上天、入地、千里眼、顺风耳等，现今都已成为现实。机器人也是人类千百年来追求的梦想，现代科技同样使这个梦想变成了现实。机器人正在向我们走来，它将成为我们人类社会的重要组成部分。原中国工程院院长宋健院士指出：“机器人学的进步和应用是20世纪自动控制最有说明力的成就，是当代最高意义的自动化。”《机器人历险记》海报图1——1生活中的机器人你见过机器人吗？你想像中的机器人是什么样子？是不是觉得机器人离我们非常遥远？其实在现实生活中，机器人无处不在，并且在

2、我们的生活中起着非常重要的作用。先让我们看看现实生活中的机器人。我们经常过马路，过马路时就要注意红绿灯，如图1——2所示，红绿灯不停地变换，准确地指导人们有序地从各个方向通过，我们就把红绿灯看做“交通指导官”，它就是我们生活中的机器人。红绿灯图1——21机器人制作与程序设计第一章：走进机器人世界另外，现在还研制出了类人机器人，具有人的外形和动作，如日本研制的跳舞机器人，如图1——3所示。跳舞机器人图1——3但是，也有一些机器人并不一定有人的形状，如2003年12月美国航空航天局火星探测机器人图1——4发射的“勇气”号火星探测机器人，如图1——4所示，就完全不是人的形状。小主人们，从今天

3、开始，你们也将有了自己的机器人，从此，你将与它们为伴，快乐成长，它们长得什么样子呢？先睹为快！乡村旅游机器人足球机器人图1——6图1——5随着科学技术的不断进步，机器人越来越多地应用于工业、农业、国防、科研、教育和我们的日常生活等领域，在人类的生产与生活中发挥着重要作用。2机器人制作与程序设计第一章：走进机器人世界机器人的诞生与发展机器人的产生和发展是人类社会，特别是工业社会发展客观要求，也是科学技术发展的必然结果。机器人技术是一门综合性学科，它综合了多种基础学科、技术学科及新兴科技领域的多方面知识，突出地体现了当代科学技术发展的高度分化而又高度综合这一特点。几千年来，人类一直在梦想能

4、创造出自己的复制品，即一种像人一样的机器，以便代替人完成各种工作。然而，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情。现代机器人的研究始于20世纪中期，其技术背景是计算机、自动化和机械加工技术的发展及应用。社会的需求是机器人产生的原动力。机器人是现代工业社会的产物。现代社会的分工越来越细，在各个领域中，人们越来越强烈地需要某种能够代替自己从事简单劳动的机器。制造大批量产品的迫切需求，推动了自动化技术的发展进程。具有运算和记忆功能的控制器——计算机的问世、先进的机械零件加工工具——机床的产生、控制电机和驱动装置技术的成熟，为机器人的诞生奠定了技术基础。20世纪50年代

5、，美国科学家英格伯格研制出世世界上第一台工业机器人图1——7界上第一台工业机器人的试验样机。机器人产品问世于20世纪60年代，美国Unimation公司研制成世界上第一台实用机器人，并在美国通用汽车公司投入使用，标志着第一代机器人的诞生。3机器人制作与程序设计第一章：走进机器人世界机器人——Robot一词的来源“robot”一词源出自捷克语“robota”，意谓“强迫劳动”。1920年捷克斯洛伐克作家萨佩克写了一个名为《洛桑万能机器人公司》的剧本,他把在洛桑万能机器人公司生产劳动的那些家伙取名“Robot”,汉语音译为“罗伯特”，捷克语意为“奴隶”——萨佩克把机器人的地位确定为只管埋头

6、干活、任由人类压榨的奴隶，它们存在的价值只是服务于人类。它们沒有思维能力,不能思考,只是类似人的机器,很能干,以便使人摆脱劳作。它们能生存20年,刚生产出来时由人教它们知识。他们不能思考，也没有感情，一个人能干三个人的活，公司为此生意兴隆。我国将“Robot”译为“机器人”，“机器人”的名字也正式由此而生。机器人“Tron-x”图1——8机器人的概念机器人已经被广泛应用，而且越来越受到人们的重视。然而，机器人还没有一个统一、严格、准确的定义。随着机器人技术的发展，机器人的概念不断更新。不同的国家、不同的学者在不同的时期给出的定义不尽相同。被称为“工为机器人之父”的美国科学家英格伯格认为

7、：“机器人只是以人类的某种方式工作的一种机器，它们的外貌完全可以不像人，而关键是必须适应工作”。中国的科学家们把机器人定义为：“机器人是一种自动机器人“罗本艾特”化的机器，而且其具备一些与人或生物相似的智能能力，如图1——9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。”4机器人制作与程序设计第二章：认识机器人的组成第二章认识机器人的组成学习目标：了解一种拼装式机器人套件的构成部分；认识机器人的组成原理。学习要点：拼