智能轮椅简介
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
行业定义：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操作机；或是为了 执行不同的任务而具有可用电脑改变和可编程动作的 专门系统。”
2.智能机器人的组成
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。
（4）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。
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（视频1）、水下机器人、军 用机器人、微操作机器人等。
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，这和中国的分类是一致的。
空中机器人又叫无人机器，近年来在军用机器人家族 中，无人机是科研活动最活跃、技术进步最大、研究 及采购经费投入最多、实战经验最丰富的领域。80多 年来，世界无人机的发展基本上是以美国为主线向前 推进的，无论从技术水平还是无人机的种类和数量来 看，美国均居世界之首位。
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。
一：机器人不得伤害人类，或袖手旁观坐视人类受 到伤害；
二：除非违背第一法则，机器人必须服从人类的命 令；
三：在不违背第一及第二法则下，机器人必须保护 自己。
二、智能电动轮椅
1.智能轮椅的国内外研究现状
智能轮椅通常是在一台标准电动轮椅的基础上，增加 一台电脑和一些传感器或者在一个移动机器人的基础 上增加一个座椅进行构建。
智能轮椅简介
2012.5.2
一、智能机器人
1.智能机器人
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。 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。
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。
搜救类机器人：在大型灾难后，能进入人进入不了 的废墟中，用红外线扫描废墟中的景象，把信息传 送给在外面的搜救人员。
阿西莫机器人三定律
科幻小说家艾萨克·阿西莫夫在小说中所订立的“机 器人三定律”。阿西莫夫为机器人提出的三条“定 律”（law），程序上规定所有机器人必须遵守：
（2）驱动装置
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。
（3）检测装置
检测装置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。
家务型机器人：能帮助人们打理生活，做简单的家务 活。
操作型机器人：能自动控制，可重复编程，多功能， 有几个自由度，可固定或运动，用于相关自动化系统 中。
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。
Байду номын сангаас务型机器人：能帮助人们打理生活，做简单的家务活。
操作型机器人：能自动控制，可重复编程，多功能，有几 个自由度，可固定或运动，用于相关自动化系统中。
最早的相关研究开始于1986年，轮椅通过视觉进行导 航协助。之后IBM T.J.Watson Research Center的 Connell 和Viola将座椅放在一个移动机器人平台上， 利用操纵杆、超声和红外传感器实现了机器人的行走 和避障等导航功能。Jaffe等负责的smart wheelchair 项目利用两个超声波传感器测定人的头部运动位置， 并以此实现了利用头部姿势控制轮椅的运动。
3.智能机器人的分类
中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。
（1）执行机构 即机器人本体，其臂部一般采用空间开链连杆机构，其中 的运动副（转动副或移动副常称为关节，关节个数通常即 为机器人的自由度数。根据关节配置型式和运动坐标形式 的不同，机器人执行机构可分为直角坐标式、圆柱坐标式、 极坐标式和关节坐标式等类型。出于拟人化的考虑，常将 机器人本体的有关部位分别称为基座、腰部、臂部、腕部、 手部（夹持器或末端执行器）和行走部（对于移动机器人） 等。
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。
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操作机；或是为了 执行不同的任务而具有可用电脑改变和可编程动作的 专门系统。”
2.智能机器人的组成
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。
（4）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。
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（视频1）、水下机器人、军 用机器人、微操作机器人等。
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，这和中国的分类是一致的。
空中机器人又叫无人机器，近年来在军用机器人家族 中，无人机是科研活动最活跃、技术进步最大、研究 及采购经费投入最多、实战经验最丰富的领域。80多 年来，世界无人机的发展基本上是以美国为主线向前 推进的，无论从技术水平还是无人机的种类和数量来 看，美国均居世界之首位。
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。
一：机器人不得伤害人类，或袖手旁观坐视人类受 到伤害；
二：除非违背第一法则，机器人必须服从人类的命 令；
三：在不违背第一及第二法则下，机器人必须保护 自己。
二、智能电动轮椅
1.智能轮椅的国内外研究现状
智能轮椅通常是在一台标准电动轮椅的基础上，增加 一台电脑和一些传感器或者在一个移动机器人的基础 上增加一个座椅进行构建。
智能轮椅简介
2012.5.2
一、智能机器人
1.智能机器人
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。 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。
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。
搜救类机器人：在大型灾难后，能进入人进入不了 的废墟中，用红外线扫描废墟中的景象，把信息传 送给在外面的搜救人员。
阿西莫机器人三定律
科幻小说家艾萨克·阿西莫夫在小说中所订立的“机 器人三定律”。阿西莫夫为机器人提出的三条“定 律”（law），程序上规定所有机器人必须遵守：
（2）驱动装置
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。
（3）检测装置
检测装置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。
家务型机器人：能帮助人们打理生活，做简单的家务 活。
操作型机器人：能自动控制，可重复编程，多功能， 有几个自由度，可固定或运动，用于相关自动化系统 中。
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。
Байду номын сангаас务型机器人：能帮助人们打理生活，做简单的家务活。
操作型机器人：能自动控制，可重复编程，多功能，有几 个自由度，可固定或运动，用于相关自动化系统中。
最早的相关研究开始于1986年，轮椅通过视觉进行导 航协助。之后IBM T.J.Watson Research Center的 Connell 和Viola将座椅放在一个移动机器人平台上， 利用操纵杆、超声和红外传感器实现了机器人的行走 和避障等导航功能。Jaffe等负责的smart wheelchair 项目利用两个超声波传感器测定人的头部运动位置， 并以此实现了利用头部姿势控制轮椅的运动。
3.智能机器人的分类
中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。
（1）执行机构 即机器人本体，其臂部一般采用空间开链连杆机构，其中 的运动副（转动副或移动副常称为关节，关节个数通常即 为机器人的自由度数。根据关节配置型式和运动坐标形式 的不同，机器人执行机构可分为直角坐标式、圆柱坐标式、 极坐标式和关节坐标式等类型。出于拟人化的考虑，常将 机器人本体的有关部位分别称为基座、腰部、臂部、腕部、 手部（夹持器或末端执行器）和行走部（对于移动机器人） 等。
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。