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现今,伴随着我国科技、经济的飞速发展,我国的机械行业也取得了较大的进步。下文是我为大家整理的关于有关机械方面毕业论文的范文,欢迎大家阅读参考!
浅析机械设计与机械制造技术
摘要:改革开放以后,我国科技发展水平越来越高,机械制造技术在与机械制图、电工、计算机应用技术等结合使用过程中不断发展,但是与国外先进技术相比还是有一定距离。本文就主要对机械设计与机械制造相关问题进行了分析探讨。
关键词:机械设计;机械制造;措施
引言
当代社会,随着社会的进步和科技的发展,人们对生活品质的要求越来越高,连带着对各种产品的标准越加严格,对产品的要求向着以下方面发展:合理的价格、高档的质量、方便性、多样化的种类、高度自动化、观赏性等。所以对机械设计以及机械制造的探究就显得非常有意义,能够对提升产品各方面的性质特点有所贡献。
一、机械设计的技术分析
1、机械设计的初期计划设计分析
机械设计要进行初期的计划设计,其在工作方面和计算机软件的设计需求分析比较类似,在设计之前要对机器设计的要求进行调查和分析,在分析要求的过程中,对机器应该具备的功能也要进行掌握。以此作为机械设计的基础,然后在设计以及制造过程中要对相应的约束条件进行规定。
2、机械设计的设计方案分析
在机械设计中,方案设计是关键的部分,方案也是设计的灵魂,其决定着设计的成败。在设计阶段,会遇到很多的问题,主要要面对的问题就是实际和理论之间的矛盾。方案设计不仅仅要符合机器本身的性能,同时,在功能方面也要进行满足。在方案设计方面,对检验人员对机器开发、认识以及创新方面都要进行重视.在设计阶段,主要的步骤可以简单概括为对工作原理进行定义、对机器结构进行确定、对机器运动方式进行设计、对零部件的选取与设计进行判断、对制图进行设计以及对初步设计进行调查。
3、机械设计的主要技术设计分析
机械设计中,对技术层面的要求最为严格,在这个阶段要对设计图纸进行校对,同时,要对图纸进行计算,对设计总图和部分草图要进行对比和核对分析。在机械设计方面对每个部分都要进行设计,设计时要进行非常严格的核对,不能出现疏漏的情况,同时,在校对方面也要保证质量。对要进行产品生产的机械,在设计时,要根据产品进行定型设计。
4、机械设计的技术发展趋势分析
(1)针对现代机械产品的机械设计
现代机械产品对机械设计提出了更高的要求,因此,在进行机械设计时,在技术层面一定要不断的进行改善.机械产品设计要更加具有智能化特点,主要的方式就是利用现代化设计手段,在设计过程中应用先进的设计软件和虚拟的设计技术,对产品设计进行虚拟化,同时,利用多媒体技术对产品的性能结构进行模拟演示,以达到更好的设计效果。
在机械设计方面要更加的系统化,机械设计中包含着很多的部件,这些部件要有机的结合在一起才能形成整体的设计,同时,要具有一定的层次性,在经过系统设计以后才能实现机械产品的设计目标。最后是要具有模块化特点,这种理念在设计方面比较简单,但是,要保证机械设计功能实现模块组合,在产品方案设计过程中进行实现。机械产品设计要具有特性,要根据所生产的产品特性来进行机械设计,在这个过程中要利用计算机对产品进行构建,同时,进行必要的推理,最终形成方案设计。
(2)现代机械设计的未来发展与前景分析
机械产品在性能方面要更加的优良,因此,在进行机械设计过程中要以提高产品的性能为目标,其中机械产品的优良性主要体现在可靠性技术以及控制技术方面。机械设计要更加适合市场发展,在激烈的市场竞争中能够获得发展空间,产品在形成以后要能够在市场中进行拓展。同时,在经济环境不断变化的情况下,要不断开发新技术,这样能够在机械设计方面应用新技术。新技术要具备一定的竞争优势,主要体现在技术方面的创新,成本方面的降低,智能化设计等。应用新技术来提高机械设计的市场竞争能力,对企业未来的发展更加有利。
二、机械制造的技术分析
1、主要的机械制造工艺
当代机械制造的技术覆盖范围非常广,包括焊、钳等。而现代机械制造的焊接技术主要有:埋弧焊焊接技术,即在焊剂表层下靠燃烧电弧来完成焊接的焊接技术;电阻焊焊接技术是指将待焊接的物体牢牢压在正负两极之间,再接上电源,依靠电流经过被焊接物表面以及周边能够发热的效应,将其熔化,使它和金属融为一体的压力焊接工艺;螺柱焊焊接技术,就是使螺柱的一端和管件或板件的表面紧紧连接在一起;搅拌摩擦焊焊接技术就是在焊接时,除了焊接用的搅拌头,其余焊接消耗性材料如焊剂、焊丝等都舍弃的焊接工艺;气体保护焊焊接技术,即用电弧来发热的焊接技术。
2、先进的机械制造技术的特点分析
(1)全球化
在经济全球化前提下,机械的制造企业已经将资源配置扩散至全球范围,这促进了制造业在全球大范围的迅速扩展壮大。现代机械制造技术也承受着全球化的挑战,许多先进的机械制造技术层出不穷。一个机械产品的完成可能是几个国家或地区分工合作的结果,所以一个国家要想在经济全球化大背景下处于常胜地位,就要使本国的制造技术处于国际先进行列,再依据国情和具体的制造技术合理分配机械产品的制造工序。
(2)系统性的技术综合
随着社会的进步,现代科技在机械制造中的重要性也逐渐突出,先进的机械制造技术更是多种现代科技的有机结合。先进的机械制造技术不仅突出制造技术的本身,而且增大了制造技术的范围。现代机械制造技术已经渗透到产品的调研、设计、制造、生产以及销售等整个链条中,应用到的科学技术有自动化、现代化管理信息系统、计算机等,是一种综合性的制造。
(3)不断迎合市场经济
传统工艺制造的机械产品已经远远落后于现代市场对机械产品的需求,因此现代机械制造技术要在保留原有制造工艺的前提下努力创新,同时不断吸收世界各国的先进工艺,研究开发新的制造技术。这样才能使机械制造在竞争逐渐激烈的市场经济中占据有利地位。
(4)符合工业发展的新要求
现代工业正在迅猛的发展,而且各种新技术的体系也接连融入其中,如计算机技术、化工技术等先进的现代技术都很好的融合成了一体。现代工业前提下,机械制造要不断革新制造技术,努力提升生产的效率,进一步满足客户的需求,从而能够很好的进行市场的扩展。
3、我国机械制造技术的现况及发展趋势分析
现今,我国的机械制造业发展迅猛,究其原因,主要可以从机械制造的设计、制造工艺和管理等方面来分析:首先就是机械制造的设计方面,在工业比较发达的国家企业多数都应用先进的设计理论及方法,而且会对机械制造的设计数据进行不间断的更新,特别是计算机CAD软件技术的应用,更是让越来越多的机械制造企业走进了无图纸的时代,可目前我国紧缺这样类似的先进技术或者是应用得不广泛,需要有关部门和核心机械制造企业大力的宣传和推广;其次是机械制造的技术分析方面,目前机械制造的主要发展趋势是高精密、高精度加工,在发达的国家,一些高级的加工工艺如纳米、电磁、微型加工以及激光等加工技术都被广泛运用到实际的生产制造中,而目前我国这类高端技术应用得则很少甚至还没有开发出来。
因此,在我国的机械制造技术方面还有很大的发展进步空间,值得投入更多的精力去研究探索;最后就是机械制造的管理方面,在这个信息时代的大背景下,应用计算机技术来实行管理已经成为了一种必然趋势,随着机械制造的组织机制和生产方式的不断更新,精细生产(LP)、准时生产制(JIT)、敏捷制造(AM)以及制造资源计划(MRPⅡ)等先进的管理思想应运而生,而在我国这些先进的管理理念则比较稀少,只有极少数的机械制造企业引进了这些管理机制,因此我国的机械制造企业要多多引进这类先进的制造管理理念,提高机械制造的效益与效率。
结束语
综上所述,要想促进机械制造业的发展,就必须不断提高机械制造技术和精密加工工艺的发展及应用水平。而机械设计对机械制造来说非常的重要,因此在机械设计过程中要严格把关,保证质量,实现高标准、高质量的机械生产。
参考文献
[1]郭健禹.现代机械制造技术的发展方向探析[J].中国科技纵横,2011(18).
[2]刘超.我国机械设计制造及其自动化发展方向研究[J].河南科技,2013(6).
[3]陈海平.试析我国机械制造技术的现状及发展方向[J].价值工程,2013(18).
浅析电梯的机械装置及机械结构
摘要:随着高层建筑的进一步增多,电梯也开始频繁出现在我国的各大商场及居民建筑物中,电梯为人们的生产及生活活动带来了方便与快捷的同时,所出现的安全事故等问题也为人们的正常生活秩序造成了严重的影响。
关键词:电梯;机械装置;机械结构
引言
电梯给人们的生活带来了方便和快捷,但是,当电梯出现故障的同时也给人们带了不便甚至危害到了人们的生命安全。因此,应对电梯结构进行进一步的研究和完善。
一、电梯的概念及分类
1、电梯的概念
虽然电梯十分普及,多数人也都使用过电梯,但是人们对于电梯的理解却仅仅局限于狭义的概念方面,所谓狭义的电梯指的是对规定楼层进行服务的,具有轿厢等垂直或是倾斜的升降设备,不包括自动人行道以及自动扶梯等等。对于广义的电梯而言,其主要指的是具有动力驱动的,可沿着刚性导轨进行运行的箱体或是沿着固定的线路进行运行的梯级、踏步等等,可对人或货物进行升降或平行运送的机电设备。其既包括普通意义上的载人或载货电梯,也包括自动扶梯以及自动人行道等等。
2、电梯的分类
按其运行速度快慢来分,可将电梯分为四大类:低速、快速、高速以及超高速四类电梯。对于低速电梯而言,其主要指的是运行速度小1m/s的电梯,多数货梯的运行速度均在此速度区间内;快速电梯指的是运行速度在1m/s-2m/s之间的电梯,通常而言,15层以内的多层客梯以及住宅电梯的运行速度均在此区间内;高速电梯主要指的是运行速度在2m/s-4m/s之间的电梯,高层写字楼中常为此种类型的电梯;而超高速电梯的运行速度超过4m/s,主要用于分区进行控制的高层大厦中。
根据电梯使用用途的不同,可将其分为乘客、载货、医用、杂物、观光、车辆以及船舶等多种类型的电梯,除了常用电梯以外,还有不少种类较为特殊的电梯,例如,建筑施工电梯、斜行电梯以及立体停车场用电梯等等。
二、电梯的机械结构及主要装置分析
1、门系统
门系统的主要任务是在电梯运行的过程中关闭电梯的轿厢空间门与各层的层门以免乘客出现意外。门系统是电梯安全保障的重点之一,门系统必须保障的几点是:在轿厢没有升到层门并停好之前层门自动闭锁(某商场就出现过电梯因意外导致层门闭锁失灵,结果一个乘梯的顾客看也没看就走了进去);在轿厢运动过程中轿厢门必须自动闭锁。
2、曳引系统
曳引系统的主要目的就是牵引轿厢上上下下到达乘梯者指定的层数。曳引系统主要由导向轮、限速轮、曳引钢索、曳引机等组成。曳引机即俗称的电梯主机,是为电梯提供动力的装置。电梯主机根据其电机可以分为交流曳引机与直流曳引机;根据其减速方式可以分为无齿轮曳引机与有齿轮曳引机;按其速度可以分为低、中、高、超高速曳引机;据其结构形式可分为卧式曳引机与立式曳引机。电梯的轿厢与对重是通过同一根曳引绳挂在同一个曳引轮上的。轿厢的重量与对重的重量使曳引轮与曳引绳之间产生摩擦力,曳引机则驱动曳引轮转动从而以摩擦力驱动轿厢的上下。
3、轿厢系统
轿厢就是我们平常进入到电梯里的厢式空间。轿厢一般是由轿底、轿门、轿顶、轿壁等部件组成的。轿厢是四大空间中唯一的乘客空间。轿顶与轿门对面的轿壁通常为镜面,轿顶处安装有监控装置。轿厢是电梯的承重与承载空间也是我们最熟的空间,但是我们不知道的是轿厢的底部还有称重装置,可以精确地称量出目前电梯上所有乘员的总重量,一旦这个总重量超出了电梯的额定重量,则发出声音报警,现在许多电梯已经将原来单调的警示音改成了语音报警,以提示电梯目前处于超生停止运行状态,必须对重要做出调整。这时候只要下去一个或几个人只要不超过额定的重量电梯就可以继续运行了。
4、导向系统
电梯的导向系统主要由导轨、导轨架、导靴等组成。导向系统的功能就是对轿厢与对重的自由度进行限制,约束对重与轿厢在各自的轨导上运行,以免发生碰撞,因为对重与轿厢其实挨得很近,如果不加以约束非常容易相撞。在意外停电、曳引绳断裂等意外发生时,导向系统可以将轿厢卡死在导轨上以防止其做自由落体式坠落从而造成人身伤亡。导轨能控制电梯的升降方向,控制了轿厢和对重在水平方面的移动,使得轿厢与对重在井道中处于合理的位置,避免发生倾斜。电梯井道中共有4根导轨,2根为对重架导向,2根为轿厢导向。利用螺栓、螺母与压道板实现导轨的固定。而导轨架之间的距离需控制在3-5m长的导轨上,且数量必须在2个以上。导轨在安全钳动作时,可当成被夹持的支承件,支撑轿厢或对重。
5、重量平衡系统
此系统主要包括了对重、补偿绳、补偿装置以及补偿缆等。对重用的钢丝绳经曳引轮与导向轮同轿厢相连,并负责在运行过程中对轿厢及电梯的负载进行平衡。对于对重重量值而言应严格依据电梯的额定载重量相关要求进行配置,以尽可能确保电梯处于一个最佳的工作状态。若电梯的曳引高度大于30m时,曳引钢丝绳的差重将会对电梯的运行稳定性及其平衡状态造成影响,因此,必须进行补偿装置的增设,例如,补偿链及补偿缆等等。
6、机械装置
电梯作为垂直交通工具,安全必须绝对保证。在此主要介绍限速器、安全钳、缓冲器及终端超越保护装置。
限速器和安全钳
限速器能够反映轿厢或对重的实际运行速度,当电梯的运行速度达到或超过设定的极限值时(一般为额定速度的115%以上),限速器停止运转,并借助绳轮中的摩擦力或夹绳机构提拉起安装在轿厢梁上的连杆机构,通过机械动作发出信号,切断控制电路,同时迫使安全钳动作,从而使轿厢强行制停在导轨上,只有当所有安全开关复位,轿厢向上提起时,安全钳才能释放。当安全钳没有恢复到正常状态时,电梯不能使用。所以限速器是电梯超速并在超速达到临界值时,起检测及操纵的作用。
缓冲器
缓冲器是电梯极限位置的最后一道安全装置。当所有保护措施失效时,带有较大的速度与能量的轿厢便会冲向底层或顶层,造成机毁人亡的严重后果。设置缓冲器的目的,就是吸收、消耗轿厢能量。一般在对重侧和轿厢侧都分别设有缓冲器。缓冲器的类型有弹簧型和液压型。由于弹簧缓冲器受到撞击后需要释放弹性变形能,产生反弹,造成缓冲不稳,因此一般只用于额定速度1m/s以上的低速梯。液压缓冲器,是以消耗能量的方式缓冲的,因此没有回弹现象,缓冲过程相对平稳,噪声又小,因此在快速和高速电梯中被普遍使用。
终端超越保护装置
终端超越保护装置的作用,在于避免电梯的电气系统失效,而造成轿厢越过上、下端站能够持续运行,引起冲顶、撞底等意外的发生。终端超越保护装置,通常安装在轿厢导轨的上、下终端支架上,其主要是由减速开关、限位开关、极限开关并配有打板、碰轮、钢丝绳等构件组成。打板在电梯失控后,会因轿厢的运行而与减速开关相碰,让开关内的接点送出电梯停止运行的指令信号。若这种方式无法停止电梯,则需要利用限位开关的动作,使得电梯往相反的方向运行。若电梯依旧无法停止,极限开关将把电源断开,电梯迅速停止。
结束语
综上所述,虽然电梯的机械结构较为简单,但其机电一体化程度相对较高,所应用的自动化技术也相对较为先进,电梯控制电路及过程复杂程度高。但是,同其他任何机电系统相同,电梯的装置以及机械结构间也存在着不少问题。因此,现有电梯仍需进一步完善,应将传统的曳引绳牵引电梯转变为磁悬轨道动力牵引电梯,并采用固定轨道对电梯进行固定,以确保电梯使用过程的安全性。
参考文献
[1] 叶安丽.电梯控制技术[M].北京:机械工业出版社,2007.
[2]丁立强.曳引电梯动态特性研究及其仿真平台开发[D].杭州:浙江大学,2005.
摘 要:我国农村地区,代写论文大量留守儿童的出现不仅给社会管理和社会稳定带来新的问题,而且由于留守儿童家庭教育的缺失,导致其社会化过程中出现诸多问题,直接影响到了农村儿童的健康成长。深入分析家庭教育缺失对农村留守儿童社会化的影响,探索对留守儿童进行教育的方法,具有重要的现实意义。 关键词:家庭教育;农村留守儿童;社会化;对策 一、家庭教育在个体社会化过程中的作用 留守儿童正处在个体社会化的重要时期,作为社会化影响因素之一的家庭教育对儿童顺利实现其个体社会化具有重要的奠基作用。 1.社会化的含义及儿童社会化的内容 社会化是指在特定的社会与文化环境中,个体形成适应于社会与文化的人格,掌握该社会的公认的行为方式,其最后的结果是要培养符合社会要求的社会成员,使其在社会生活中承担特定的权利和义务。 儿童时期是一个人的生理、心理飞速发展的时期,这一阶段所形成的生活观、价值观等均影响个体后期的行为,因此,儿童时期是个体社会化的重要时期。儿童社会化的内容至少包括以下五个方面: (1)社会生活技能的养成。这是儿童社会化内容的第一层面,是首要的基本的内容,它主要包括基本的生活自理能力和初步的谋生技能。 (语文网中网文秘频道) (2)社会规范的内化。在复杂的社会生活中,为了调整人际关系,维持正常的社会秩序,社会必须对每一个人的行为有所要求与制约,由此形成一系列的社会规范。个人的行为只有符合了所在社会的行为规范,才能参与正常的社会生活,被社会认可、接纳,社会化过程实质上也就是社会规范的内化过程。 (3)健全人格的培养和发展。人格包含着一个人道德情感、行为准则、智能、气质、意志和协调相融等诸多特质,是个体内部的心身系统的动力组织,决定着人的思想和行为,是个性心理品质的重要组成部分。社会化过程就其内容来说是人格的形成过程,这一过程始于人的生命之初。 (4)社会角色的学习。角色主要是指一个人在社会生活中所遵循的与自己的社会身份、社会地位相匹配的行为模式。每个人在社会生活中总是以各种不同的社会身份和社会地位,交替扮演着各种不同的角色。所以,每个人都要进行角色学习,如学习与角色有关的权利与义务,学习适合于角色行为的有关知识与技能及有关价值观念等,以便在社会生活中尽可能减少角色行为的偏差和冲突。 (5)确立生活目标和价值观念。生活目标就是个人的理想追求,而价值观念是人们关于某类事物的价值的基本看法和总的观念,表现为人们对该类事物相对稳定的信念、信仰、理想等等。价值观念一经形成,就成为主体头脑中一种相对稳定的观念模式,左右着人们的思想和行为。社会化,一方面要把社会目标转化为个人目标,另一方面又担负着培养个人价值观念的任务,使个人的目标和他的价值观念协调起来。 (语文网中网文秘频道) 2.家庭教育在个体社会化过程中的作用 人的社会化是个体在与社会的互动过程中,通过社会教化与个体内化实现的。家庭教育在个体社会化中起着奠基的作用,这种作用是其他社会化途径所无法取代的。 (1)家庭培育着一个人最基本的情感。“家庭是初级社会群体的典型,它最重要的特征就是面对面的富有感情的交往”[1]。作为初级群体典型的家庭,在培养人性方面的作用远远大于邻居、同辈群体等初级群体,它对一个人正常情感的培育是至关重要的。从婴儿呱呱落地开始,他就接受着母乳的喂养、亲人的搂抱及逗乐,在这里实际上他就接受了人类生活最基本的情感:食物、温暖和互动,这种互动满足了孩子身体成长的需要,也影响着孩子的情感。随着个体的成长,这种情感的互动日渐变得重要,一个人是否懂得接受别人的爱,是否懂得给予别人以爱,这与他在家庭中的情感的互动有着很大的关系。 (2)家庭教育为儿童掌握基本社会规范奠定基础。所谓社会规范是指人们在相互交往和长期共同生活中确立的、为多数成员所承认和期望的行为方式,如风俗、习惯、礼节、禁忌、社会基本道德、法律等。一个人一出生就生活在一定的社会之中,社会也对他提出各种各样的规范要求。儿童对这些社会规范的获得主要通过家庭的影响和传授才能实现的。家庭是一个人最先进入的人际群体和社会组织,也是儿童接受教育的启蒙学校。儿童的行为始于模仿,父母是他们赖以模仿的对象。父母的饮食方式、衣着风度、行为习惯等都直接影响着孩子。同时,家长对孩子良好行为习惯的培养也是必不可少的。给孩子传授适应社会生活的基本规范,是家庭教育的重要职能之一。 (语文网中网摘录,版权属原作者) (3)家庭教育为儿童的智能发展奠定基础。儿童期是孩子智力发展的关键期,也是他们受教育的最初阶段。家庭的影响及父母的教育,最先在孩子“一片空白”的心灵上留下各种痕迹,而这些痕迹在人的一生中是最难磨灭的。因此,家庭教育是一切教育的基础,家庭环境是最基本的文化环境,是开发孩子智力的首要的基础环境,其中父母的文化水平、家长的表率作用、父母的教育方式等因素对孩子的智力开发都有重要影响。尽管学校教育及其它教育对儿童的智力发展也有重要作用,但家庭影响、父母教育的作用是不可替代的,它为学校教育准备了必要的智力基础。 二、家庭教育缺失对留守儿童正常社会化的影响 由于父母一方或双方长期在外,造成农村留守儿童家庭功能弱化或不完善,甚至使孩子处于“教育真空”状态,这对儿童的生理、心理、人格的发展,对儿童的社会化进程都会造成十分不利的影响。 1.管理缺位 据有关调查表明,在父母外出的留守儿童中,有825%的孩子与爷爷奶奶或外公外婆生活在一起,约有6%的儿童与父母一方生活在一起,其余部分留守的儿童在姑姑、姨妈、舅舅等亲戚家或独自留守。留守儿童的监护类型大致为三类:隔代监护,即由祖辈抚养监护;上代监护,指由儿童父母的同辈人(亲戚)来监护;自我监护型,即儿童自己管理自己。(网中 网公文) 2.教育滞后 留守儿童一般由祖辈照顾。由于农村老人文化水平低,有的甚至是文盲,仅能以语言传授世代间的经验,无法给孩子以先进的现代教育。因此,这些留守儿童在学前教育阶段便存在着比其他家庭的孩子更缺乏良好启蒙教育的问题,这无疑会给这些孩子以后的成长留下许多缺憾。另外,由于亲子分离,缺乏沟通,孩子们在学习方面出现的困难、疑惑不能得到有效及时的解决和疏导,致使他们的学习成绩一般都不如正常家庭儿童好。 3.心理脆弱 留守儿童正处在心理发育的重要时期,在学习、生活或人际交往中会遇到比正常家庭儿童更多的问题,产生种种心理烦恼。他们特别需要父母的关爱、理解和帮助。而父母远在他乡,无法及时地满足他们的心理需求。代养人中有些由于文化程度偏低、教育观念陈旧、教育方法简单,对孩子的照顾往往局限在生活上,而忽视孩子的心理需求和发展,不知如何去理解孩子,长此下去,使留守儿童的心理变得烦躁、脆弱。 4.道德滑坡 一些原来各方面都不错的留守儿童,由于缺乏父母的管教,有的自觉或不自觉地放松对自己的严格要求,有的留守儿童沉溺于网吧、电子游戏厅、录像厅,极易受到社会上的一些不法分子的引诱、唆使而做出违法乱纪的事情。 (语文网中网摘录,版权属原作者) 三、解决留守儿童社会化问题的对策 1.帮助和引导广大留守儿童家长充分认识家庭教育的重要性和紧迫性 家长要树立高度的教育责任感,树立为国教子的家庭教育观念。将孩子扶养教育成人,不仅是宪法赋予每一个父母应尽的义务,也是一种道德行为。因此,家长应具备高度的教育责任感,在完成教育子女这项艰巨的长期的任务中,不要借口发展经济等原因,忽视家庭教育,甚至放弃教育。每一位家长应尽力承担国家赋予的神圣职责——教育好子女。同时,还要提高自身素质,提高科学教育子女的能力,掌握科学的家庭教育方法,提高家庭教育的质量。特别是在市场经济条件下,人们的道德价值观发生了很大变化,其中有积极的变化,也有一些消极的倾向。孩子正处于价值观的形成期,很容易受周围环境的影响。这就要求家长正确认识这些变化,并不断矫正孩子成长过程中出现的偏差,将孩子教育成人。 2.推动农村家庭教育同学校教育、社会教育的合作,是实现儿童正常社会化的必由之路 在家庭教育缺失的情况下,在留守儿童的社会化教育中,尤其要加强学校教育和社会教育的合作。儿童是在家庭教育、学校教育和社会教育三者的共同影响下成长并逐步社会化的。因此,必须建立科学的教育体系。一般来说,家庭教育是基础,重在情感熏陶;学校教育是主体,重在理论教育,正面灌输;社会教育是前二者的延续和补充。三者只有进行合作,协调统一,优化管理,形成科学的育人体系,才能充分发挥其促进儿童社会化的作用。 (语文网中网摘录,版权属原作者) 3.从长远来看,解决留守儿童家庭教育缺失问题,应着眼于从根本上结束他们的留守生活 (1)大力发展农村经济。要使农民离土不离乡就能富裕,这样,不仅可以大大减少留守型家庭,从深层上看,也是解决“三农”问题的最佳路径。因此,解决农民的贫困问题,是解决留守儿童社会化问题、建设社会主义新农村的根本问题,是当务之急。 (2)加快户籍制度改革,逐步拆除城乡壁垒。留守儿童的大量产生和存在,是我国现行的户籍制度以及与此相关的就业、教育、保障等体制的产物。家庭成员团聚在一起,这是每个家庭以及每个家庭成员的基本权利和要求。和父母生活在一起,更是每一个儿童的基本权利和健康成长的基本条件。解决留守儿童问题,必须从户籍制度以及其他相关体制的改革入手,逐步弱化乃至取消与户籍相联系的造成城乡隔离的各种制度。政府应制定和实施优惠政策和配套措施,使流入城市的农民享有与城市人平等的权利。 (3)建立农村寄宿制学校,让学校成为留守儿童的另一个“家”。建立农村寄宿制学校,这既是缺位家庭和缺失亲子教育儿童的渴望,也是学校人本化教育的要求。因此,有条件的地方可以有计划地筹建寄宿制幼儿园和寄宿制中小学,把学校建设成留守儿童的大家庭和成长成才的摇篮。通过对留守儿童进行集中教育和管理,不仅可以兼顾留守儿童的学习和生活,且有利于保护他们的安全。 (语文网中网摘录,版权属原作者) (4)建立“代管家长制”。代管家长制,即教师和留守儿童结对,教师代行家长职责,从学习到生活全程负责。“代管家长”在一定程度上扮演家长的角色,使远离父母的留守儿童在生活上多了一些嘘寒问暖的关爱,在学习上多了一些帮助辅导,在情感上多了一些交流慰藉,使缺位家庭、缺失亲子教育的留守儿童得到较好的教育补偿,为留守儿童的健康成长营造了一个和谐的空间。 (5)建立留守儿童“托管中心”。社区可以根据实际情况,有组织地创建“托管中心”,对留守儿童进行集中照管,为留守儿童提供看护、娱乐学习、生活指导等服务;“托管中心”要建立留守儿童专项档案和父母及其他监护人的联系制度,并记录留守儿童每一天的思想、品行、学习和生活等情况,使老师和家长能有针对性地掌握留守儿童的真实情况;开通亲情电话,增加留守儿童与其父母的亲子互动和亲子交流的次数,让留守儿童在父母外出的情况下,依然能够享受到亲情的温暖。 参考文献: [1]宋林飞.西方社会学理论[M].南京:南京大学出版社,1997 [2]段成荣,周福林.我国留守儿童状况研究[J].人口研究,2005(1) [3]范先佐.农村“留守儿童”教育面临的问题及对策[J].国家教育行政学院学报,2005(7)(网中 网公文) 回答者声明:非原创,希望提问者可以借鉴其中的内容。
你这个太长了,可以自己在网络上查找下了,开扩恩维变成自已的语音。
留守儿童教育的研究 改革开放以来,我国经济发展进入了一个新的发展阶段。一幢幢高楼拔地 而起,一个个新兴的城市如雨后春笋般出现。城市经济的快速发展需要大量的 劳动力,于是农村一些衣食无着的青壮年农民工开始涌进城市务工,挣钱养家 糊口。而他们的孩子却留在农村,托付给老人或亲戚朋友抚养,成了留守儿童。 当前,农村小学留守儿童面临很多教育问题。 一、留守儿童的形成 农村“留守儿童”,是指父母双方或单方长期外出务工,将孩子交由长辈或 亲戚朋友抚养管理的未成年人。随着改革开放,对农民外出就业的束缚逐步解 除,农村劳动力跨地区流动日趋活跃。今天,在广大的农村地区,越来越多的 家庭夫妻离开家乡,拥到城市打工,大多数打工族将自己处于学年龄的孩子留 在家乡,由家中的老人或亲戚扶养。由此,在农村就形成了一个特有群体—— 留守儿童。根据调查了解,我们乡镇1994年外出务工者约100人,留守儿童约 50人,到今天,外出务工者达2000人以上,留守儿童约800人。 二、留守儿童的教育问题 1.留守儿童的教育现状: 龙扬村黎某,小时是个聪明伶俐、活泼可爱的孩子,小学三年级时父母到 广东打工,把他留给六十多岁的爷爷奶奶照顾。黎某经常与一些不务正业的青 年在一起玩,学会抽烟、喝酒、打架、去网吧,上课无精打采,作业不写,学 习成绩老上不去,老师耐心教育他,他当耳边风。无奈,老师跟爷爷奶奶联系, 爷爷奶奶教育他,他回答说:“你们懂什么?上网是为了学习新的科学技术,你 们不听说‘现在是科学技术的年代,不懂科技,以后很难找到好工作’,我现 在是为了培养我学习科技的兴趣.”两个老人因为小时候没有读过书,一辈 子吃了不少文盲的苦,对孙子的思想行为也无言以对。父母打电话回来叫他听 爷爷奶奶的话,要好好学习,孝顺爷爷奶奶,他是答应得好,可做不到。常挂 在他嘴边的一句话是“关你什么事,我爸妈都不说,你们说什么”。他逐步养成 好吃、好玩的坏习气,根本无心上学。 2.问题归因(1)祖辈父辈原因.广大的外出务工青壮年,不仅为城市的 现代化建设立下了汗马功劳,也对家乡经济的发展作出了巨大贡献。而他们的 孩子——“留守儿童”,却面临着很多教育的问题:父母外出务工,本就无可奈 何。很多父母认为自己没有在家好好照顾孩子,觉得非常愧疚,补偿的唯一的 办法就是多给孩子一些零用钱.于是,只要孩子一个电话,他们就寄钱回来。 而孩子们一有零钱就去买零食吃。他们不知道如何挣钱,也不知挣钱的艰辛。 渐渐就养成了贪图享受不知珍惜劳动成果的不良习气。一旦没钱用,就学会去 偷去骗,逐步走上歧途。其次是爷爷奶奶的知识还赶不上小孙子、小孙女,他 们只能管吃住不能教导,对小孩的学习心有余而力不足;在亲戚家的孩子没有 得到孩子应有的管教。据调查,我们乡镇外出务工的青壮年多数是一年回家一 两次,在这么短的时间内,他们不可能给孩子很好的教育。平时虽然常用电话 联系,但很多孩子都是在通话时一一答应父母的要求,自己做事时却常常忘了 父母的嘱咐,有时玩过头忘了学习,有时和同学做了坏事而无人管教。孩子有 学习下降或是有不良行为,也得不到严加管教。(2)孩子方面。孩子好奇心强, 容易接受新生事物,喜欢寻找新鲜刺激的新事物,但分辨能力和自控能力差。 空余时间他们会寻找新鲜刺激的事去做。模仿大人抽烟喝酒,有时会和同学打 架,染上这些不良习气后,无心上学,学习成绩下降,于是出现厌学情绪。 调查显示:留守儿童的监护类型主要有四种:隔代监护、单亲监护、亲戚 或朋友监护、自我监护。其中以隔代监护为主,约占80%,单亲监护约占12%。 在这几种监护类型中,留守儿童都存在有不同程度的生活和心理负担。母亲作 为监护人的留守儿童在生活上能得到最好的照顾,亲戚或朋友监护欠些,隔代 监护较差,自我监护最差。另外,在隔代监护下的儿童所反映出来的问题引人 深思:由于祖辈的年老,较低的文化或文盲或爷爷奶奶因为隔代特别亲的缘故, 溺爱孙子,往往在孩子做了坏事时不当一会事,认为孙子还小不懂事,大了自 然会懂事,放弃教育机会,导致这些留守儿童无法享受到正常的家庭教育和关 怀,造成性格和心理出现偏差。 三、留守儿童教育问题的解决方法 1.责任心是做好工作的前提新课改的核心理念是“以人为本,关注每一个 学生的发展”,班主任要要牢固树立“以人为本”服务学生的教育理念,特别 针对留守儿童,班主任要投入更多的精力。“为了一切学生,为了学生的一切, 一切为了学生.”加强家访,随时了解这些学生的生活、生理心理、学习问题, 通过家访或交谈等方法,给予这些学生更多的关心。可以为这些学生建立专门 的档案,分类管理。班主任要经常和外出务工的父母联系,和他们共同交流、 探讨孩子的教育问题,以取得更好的成效。 2.爱心是做好工作的法宝我国著名教育家陶行知先生说过:“真的教育是 心心相印的活动,唯独从心理发出来的,才能打到内心的深处。”留守儿童的问题 是社会特定背景下产生的事物,我们要用一种与时俱进的思想来教育他们。在 日常的教育教学工作中,我们要尽心尽力做到三点:一是给予留守儿童情感上 的关怀。由于留守儿童长期远离父母,缺乏起码的亲情呵护和家庭教育,班主 任应该主动承担起监护人的义务,尊重他们的人格和情感,用心呵护学生,让 爱的泉水源源不断流入留守儿童的心田。寄宿制学校可为留守儿童建立“爱心 小屋”,让留守儿童在学校能享受到家庭的温馨。二是培养留守儿童的自学能力 和合作学习的能力。班主任要和课任教师达成共识,重视留守儿童的自学能力 和合作学习能力的培养,让学生平等享受教育的快乐,引导学生解决好学习上 的难题,充分体验成功的喜悦。三是培养学生养成劳动的习惯。班主任配合学 校,经常引导留守儿童积极参加一些公益性的社会劳动实践,培养学生的凝聚 力、意志力、责任感,鼓励学生在劳动中与同学团结友爱、互相帮助,增长见 识,形成自己的劳动素质,最终发展成为有理想、有文化、有纪律、有作为的 能独立生活的强者。 孩子是祖国的未来。教育好每一个孩子,让他们健康茁壮的成长,是我们 每一个人的心愿。农村留守儿童,这一群特殊的群体,需要社会各界的关心, 更需要教育工作者的关爱。我们只有不断创新教育工作的思想、方法,拥有一 颗爱生之心,才能做好留守儿童的各项工作,为社会培养好他们。 1] 田景正. 关于农村“留守儿童”教育问题的思考[J]. 当代教育论坛 , 2006,(10) [2] 姚云. 农村留守儿童的问题及教育应对[J]. 教育理论与实践 , 2005,(07) [3] 陈丽丽. 关注“留守儿童”的教育问题[J]. 观察与思考 , 2006,(22) [4] 吴霓. 吴霓:对解决农村留守儿童教育问题的建议[J]. 河南教育 , 2006,(05) [5] 许旭. 关注“三农”,解决好农村留守儿童的教育问题[J]. 湖南广播电视大学学报 , 2006,(01) [6] 曹景宽. 无视不如正视 忽视莫若重视——流动、留守儿童家庭教育存在的问题与对策[J]. 希望月报 , 2005,(10) [7] 陆清华. 西部农村留守儿童教育问题有望较好解决——以重庆市南川区为例谈留守儿童教育的有效模式[J]. 今日教育 , 2007,(01) [8] 廖鸿冰. 农村留守儿童思想道德教育问题的思考[J]. 当代教育论坛 , 2006,(14) [9] 吴霓. 农村留守儿童问题调研报告[J]. 教育研究 , 2004,(10) [10] 段成荣, 周福林. 我国留守儿童状况研究[J]. 人口研究 , 2005,(01)
您是大学的学生,在学校的学习是按照教学大纲的要求来做的,老师都是按照教学计划安排对学生的学习都是由要求的,所以您就要按照要求做。毕业论文是在毕业实习的过程中的实际经验来写的----题目---概述--论证--结尾。您就好好自觉的写。如何引导幼儿养成良好行为习惯,就要了解行为习惯包括的内容:爱祖国、懂礼貌、讲卫生、正确的洗手入厕、文明进餐、遵守公德、良好的学习习惯、学习兴趣、生活自理、生活安全等等,日本教育家福泽渝吉说:家庭是习惯的学校,父母是习惯的老师 。要想培养好农村幼儿良好的行为习惯首先要改变家长的思想和观念。一、转变家长的思想和观念1.树立正确的家庭教育观如今的农村幼儿大多数都是留守儿童,父母不在身边爷爷奶奶特别娇惯,只要孩子高兴要什么给什么,对孩子的不良行为习惯和缺点不给予及时的纠正,以至于带入到幼儿园,在农村工作的幼儿老师特别难,班上孩子人数的超额工作量大,家长对老师的工作也不太理解,他们关心的是孩子每天学了几个字,谢了几个字,算了几道数学题,对孩子的行为习惯根本不怎么重视,他们不明白孩子好的行为习惯可以影响他们的一生,要想得到家长的重视必须要让他们树立正确的家庭教育观。在幼儿良好行为习惯的培养中不是任意进行的,在教育过程中要遵循幼儿的身心发展规律和特点,什么样的教育观塑造出什么样的孩子,作为家长面对孩子的任性和无理取闹时一定要说不 ,同时要注意孩子的 第一次 因为这是良好习惯的开端,许多家长正是在教育过程中没有抓住 一字关,不但没能培养幼儿良好的行为习惯,反而给以后的教育带来了后患。去年我所在的小班来了一名小男孩,父母不在身边一直由爷爷奶奶照顾着,当时他年龄较小还不到3岁,长得很结实个头也很大,第一天入园有些怕生,爷爷奶奶怕孩子吓着轮流抱着一直到放学,第二天也是如此,第三天所有的家长不允许陪伴孩子,爷爷奶奶就不停的交代老师多抱抱他们的孩子,后来一个月后其他的孩子都已经熟悉并适应幼儿园的生活了,可他还是每天哭闹着让一位老师抱着,就是因为他我们的工作增加了很多不便,如果第一天爷爷奶奶对他说别的孩子都没有抱,我们炜炜也很能干不需要抱多给他一些鼓励,更不会让老师抱习惯,他肯定会和别的孩子一样早点适应幼儿园的生活。在生活中家长只有不轻易的放弃第一次的教育,才会杜绝第二次、第三次。2.在生活中培养孩子的良好习惯在孩子形成良好行为的过程中,家长的责任是根据孩子的年龄特征给予引导,在有准备的环境中耐心的培养,使他的一举一动逐渐向良好的行为发展,家长良好行为可以为孩子树立学习的榜样,让孩子自觉的接受,对于3到5岁这个年龄的孩子来说,家长要做个有心人,要仔细观察对他的良好行为及时表扬赞许形成习惯,对不良的行为要表示不满帮助他学会识别的能力,而不要指责他,习惯的养成是行为积累的结果,孩子从某种行为中获得了成功感自然而然就会重复这种行为,从而变成习惯,良好的行为习惯的培养要从小开始,而且要从家庭开始。3.发挥家长的榜样作用榜样的力量是无穷的 ,而孩子最直接的榜样来自于成人,尤其是家长,蒙台梭利说: 在孩子的周围,成人尽量以优美的语言,用丰富的表情去跟孩子说话。幼儿的行为习惯是在成人的影响和帮助下形成的,家长具备良好的行为习惯,那孩子就会耳濡目染、潜移默化从中熏陶,受到启发,从而形成好的习惯,家长的一举一动都逃不过孩子的眼睛,必须以身作则,时时刻刻给孩子起到良好的示范作用,比如:孩子礼貌的行为、早睡早起的习惯、整洁清洁的习惯、喜欢看书的习惯等等,都跟家长的日常生活习惯有很大关系。俗话说近朱者赤、近墨者黑 ,幼儿时期是是模仿力最强的时期,由于他们的认识能力、分辨是非能力有限,因此,家长一定要以身作则做出榜样,正面诱导是很重要的。这次在武汉 影子教师跟岗学习中,永红幼儿园小四班的孩子习惯培养特别棒,从入园到放学一日的生活中每个孩子每个环节都做的特别好,就连家长们也配合的很不错,在开运动会之前老师要给家长开个会,老师在上面讲活动的安排,没有一位家长和孩子讲话,家长很认真的听孩子们也学着家长很耐心的听。农村的家长也可以为孩子树立榜样,比如:忙了一天从农田回来收拾好农具,把手脸洗干净,脏衣服不到处放,鞋袜摆放整齐,不要当着孩子面吸烟,不随地丢垃圾,说话不要带脏字等等,孩子受到这种行为的影响也会自觉的跟着学,长期坚持孩子就会逐步形成良好的行为习惯,可见榜样对孩子具有很强的说服力和感染力。4.在培养幼儿的行为习惯中要注意方法和方式,切记简单粗暴在农村幼儿园一线工作的老师可能遇到这样的情况,某位家长和老师交流:某某老师,我们家孩子特调皮不听话,在家他只怕棍子,在幼儿园做错了事情您尽管打他,我们家长不会介意的。像这样的家长我们可以理解,他是想通过打来纠正孩子的不良习惯,但他不明白对孩子来说,孩子喜欢鼓励、夸奖,如果总是换来批评受指责和打骂,他的情感上接受不了会产生逆反心理,也可能更加激起他的不良情绪和更多不良行为。如果家长理解孩子了心理和需求,对他的想法给予鼓励、支持和肯定,再加以耐心的诱导和启发并坚持下去,良好的行为就会逐渐养成。农村的家长应该多抽出一些时间注意创造机会,让孩子重复好的行为,养成良好的习惯,必须贯彻始终才有成效。二、掌握科学的教育方法和策略作为农村幼儿工作者,除了加强家园沟通还必须有比家庭更为系统的专业的方法和策略,保证让幼儿良好行为习惯的培养。首先幼儿园要建立一日常规进行系统化教育,3到6岁幼儿是个性品德形成的关键期,由于幼儿的可塑性很大,他们的个性品德在形成过程中会经常出现反复,所以教育内容应该做的到系列化,根据幼儿的年龄特点和情况,制定幼儿一日活动常规,常规规定了孩子们在一日活动学习中应做到的、应遵循的一些规则,确定幼儿时期在衣、食、住、行、与人交往等方面应有的文明行为和习惯的标准,如:坐要有坐姿、睡要有睡样、饭后会收拾餐具、活动结束会整理好用品等;三轻 说话轻、走路轻、放下东西也要轻;午餐要求做到 三净碗里干净、桌上干净、地上干净;午睡时要求幼儿自己穿脱衣服,自己整理衣服,翻好领子;教育孩子要自己的事情自己做,不会做的事情学着做,学会的事情坚持做;还要对孩子进行各种节日的教育,三八 妇女节爱妈妈的教育, 六一 儿童节的好儿童的教育, 七一爱党的教育等等。我们注重根据幼儿的身心发展特点采取有效的教育方法,如:对待性格怯懦的幼儿以培养勇敢品质为主,对待个性霸道的幼儿以培养宽容和谐与人为善的个性为主,对待贪占他人物品的幼儿以培养诚实品质为主等等。由于每个幼儿的家庭教育影响的环境和方式不同,他们对教师的教育方法也可能会产生不同的反应,我们观察了解幼儿不同的心理特征,采取有效的方法进行有的放矢地教育。三、培养农村孩子良好习惯的步骤要认识习惯的重要性,根据幼儿的思维具有形象性的特点,我们可以通过讲故事的方式,让幼儿通过故事中的人物特点来认识行为的好坏,了解成人的态度,多以正面的形象来使幼儿明白什么样的行为是好的,什么样的行为是不好的,以及良好行为习惯的重要性,使他们切身感受到习惯的重要性。与孩子一起讨论制定行为规范(适合中大班幼儿),要让孩子自己说 我需要养成什么好习惯 ,只有这样才能从根本上使幼儿自觉地区遵守常规。进行榜样教育,用各种教育行动杰出人物好习惯进行榜样教育,身边的成人也是幼儿的榜样,包括家长、老师、还有身边的小朋友,老师在工作中应该注意以身作则,同时要约束周围的人,以正确的形象展示给幼儿,充分发挥榜样的教育作用。需要持久的训练,一个行为的出现一定要坚持训练,才能保持好习惯的养成。老师和家长要及时评估表扬,及时的评价是能够强化教育效果,才能使幼儿将行为逐渐地形成习惯。要让孩子的行为习惯取得良好的成效,就必须建立起家庭、幼儿园联合一致的教育网络,通过家园联系手册,以书面的形式每月联系,有什么事情随时与家长沟通,进行有针对性的教育,我们还要通过家长会,家园共育等活动,让家长观看了解参与幼儿园的教育,使家长自觉积极的配合我们的教育工作,只有让孩子做到了在家与在园一个样,良好习惯的养成才有真正的意义,良好行为习惯的培养是一种长期的、日积月累的、循序渐进的、耐心细致的教育工作,有许多工作还需要我们更多的投入,研究更多的有效的教育方法。结束语作为一名农村幼儿老师这次有机会参加 20XX国培计划 的学习,让我不管是在理论上还是实践上都有一个很大的提高,特别是在武汉永红幼儿园 影子老师跟岗实习的一个月里让我受益匪浅,永红特别注重孩子的行为习惯的培养,也让我深深地体会到农村幼儿的教育也应该把孩子行为习惯的培养放在重要的位置,加强和监督孩子坚持进行行为训练,家长和老师一定要以身作则,以榜样的力量潜移默化的影响孩子,可以相信只要我们辛勤付出,在幼儿时期养成了好习惯,孩子在以后的人生路上一定更轻松。
机器人控制技术论文篇二 智能控制在机器人技术中的应用 摘要:机器人的智能从无到有、从低级到高级,随着科学技术的进步而不断深人发展。计算机技术、 网络技术 、人工智能、新材料和MEMS技术的发展,智能化、网络化、微型化发展趋势凸显出来。本文主要探讨智能控制在机器人技术中的应用。 关键词:智能控制 机器人 技术 1、引言 工业机器人是一个复杂的非线性、强耦合、多变量的动态系统,运行时常具有不确定性,而用现有的机器人动力学模型的先验知识常常难以建立其精确的数学模型,即使建立某种模型,也很复杂、计算量大,不能满足机器人实时控制的要求。智能控制的出现为解决机器人控制中存在的一些问题提供了新的途径。由于智能控制具有整体优化,不依赖对象模型,自学习和自适应等特性,用它解决机器人等复杂控制问题,可以取得良好效果。 2、智能机器人的概述 提起智能机器人,很容易让人联想到人工智能。人工智能有生物学模拟学派、心理学派和行为主义学派三种不同的学派。在20世纪50年代中期,行为主义学派一直占统治地位。行为主义学派的学者们认为人类的大部分知识是不能用数学方法精确描述的,提出了用符号在计算机上表达知识的符号推理系统,即专家系统。专家系统用规则或语义网来表示知识规则。但人类的某些知识并不能用显式规则来描述,因此,专家系统曾一度陷人困境。近年来神经网络技术取得一定突破,使生物模拟学派活跃起来。智能机器人是人工智能研究的载体,但两者之间存在很大的差异。例如,对于智能装配机器人而言,要求它通过视觉系统获取图纸上的装配信息,通过分析,发现并找到所需工件,按正确的装配顺序把工件一一装配上。因此,智能机器人需要具备知识的表达与获取技术,要为装配做出规划。同时,在发现和寻找工件时需要利用模式识别技术,找到图样上的工件。装配是一个复杂的工艺,它可能要采用力与位置的混合控制技术,还可能为机器人的本体装上柔性手腕,才能完成任务,这又是机构学问题。智能机器人涉及的面广,技术要求高,是高新技术的综合体。那么,到底什么是智能机器人呢?到目前为止,国际上对智能机器人仍没有统一的定义。一般认为,智能机器人是具有感知、思维和动作的机器。所谓感知,即指发现、认识和描述外部环境和自身状态的能力。如装配作业,它要能找到和识别所要的工件,需要利用视觉传感器来感知工件。同时,为了接近工件,智能机器人需要在非结构化的环境中,认识瘴碍物并实现避障移动。这些都依赖于智能机器人的感觉系统,即各种各样的传感器。所谓思维,是指机器人自身具有解决问题的能力。比如,装配机器人可以根据设计要求,为一个复杂机器找到零件的装配办法及顺序,指挥执行机构,即动作部分去装配完成这个机器,动作是指机器人具有可以完成作业的机构和驱动装置。因此,智能机器人是一个复杂的软件、硬件的综合体。虽然对智能机器人没有统一的定义,但通过对具体智能机器人的考察,还是有一个感性认识的。 3、智能机器人的体系结构 智能机器人的体系结构主要包括硬件系统和软件系统两 个方面。由于智能机器人的使用目的不同,硬件系统的构成也不尽相同。结构是以人为原型设计的。系统主要包括视觉系统、行走机构、机械手、控制系统和人机接口。如图1所示: 视觉系统 智能机器人利用人工视觉系统来模拟人的眼睛。视觉系统可分为图像获取、图像处理、图像理解3个部分。视觉传感器是将景物的光信号转换成电信号的器件。早期智能机器人使用光导摄像机作为机器人的视觉传感器。近年来,固态视觉传感器,如电荷耦合器件CCD、金属氧化物半导体CMOS器件。同电视摄像机相比,固体视觉传感器体积小、质量轻,因此得到广泛的应用。视觉传感器得到的电信号经过A/D转换成数字信号,即数字图像。单个视觉传感器只能获取平面图像,无法获取深度或距离信息。目前正在研究用双目立体视觉或距离传感.器来获取三维立体视觉信息。但至今还没有一种简单实用的装置。数字图像经过处理,提取特征,然后由图像理解部分识别外界的景物。 行走机构 智能机器人的行走机构有轮式、履带式或爬行式以及类人型的两足式。目前大多数智能机器人.采用轮式、履带式或爬行式行走机构,实现起来简单方便。1987年开始出现两足机器人,随后相继研制了四足、六足机器人。让机器人像人类一样行走,是科学家一直追求的梦想。 机械手 智能机器人可以借用工业机器人的机械手结构。但手的自由度需要增加,而且还要配备触觉、压觉、力觉和滑觉等传感器以便产生柔软、.灵活、可靠的动作,完成复杂作业。 控制系统 智能机器人多传感器信息的融合、运动规划、环境建模、智能推理等需要大量的内存和高速、实时处理能力。现在的冯?诺曼结构作为智能机器人的控制器仍然力不从心。随着光子计算机和并行处理结构的出现,智能机器人的处理能力会更高。机器人会出现更高的钾能。 人机接口 智能机器人的人机接口包括机器人会说、会听以及网络接日、话筒、扬声器、语音合成和识别系统,使机器人能够听懂人类的指令,能与人以自然语言进行交流。机器人还需要具有网络接n,人可以通过网络和通讯技术对机器.人进行控制和操作。 随着智能机器人研究的不断深入、越来越多的各种各样的传感器被使用,信息融合、规划,问题求解,运动学与动力学计算等单元技术不断提高,使智能机器人整体智能能力不断增强,同时也使其系统结构变得复杂。智能机器人是一个多CPU的复杂系统,它必然是分成若干模块或分层递阶结构。在这个结构中,功能如何分解、时间关系如何确定、空间资源如何分配等问题,都是直接影响整个系统智能能力的关键问题。同时为了保证智能系统的扩展,便于技术的更新,要求系统的结构具有一定开放性,从而保证智能能力不断增强,新的或更多传感器可以进入,各种算法可以组合使用口这便使体系结构本身变成了一个要研究解决的复杂问题。智能机器人的体系结构是定义一个智能机器人系统各部分之间相互关系和功能分配,确定一个智能机器人或多个智能机器人系统的信息流通关系和逻辑上的计算结构。对于一个具体的机器人而言,可以说就是这个机器人信息处理和控制系统的总体结构,它不包括这个机器人的机械结构内容。事实上,任何一个机器人都有自己的体系结构。目前,大多数工业机器人的控制系统为两层结构,上层负责运动学计算和人机交互,下层负责对各个关节进行伺服控制。 参考文献: [1]左敏,曾广平. 基于平行进化的机器人智能控制研究[J]. 计算机仿真,2011,08:15-16. [2]陈赜,司匡书. 全自主类人机器人的智能控制系统设计[J]. 伺服控制,2009,02:76-78. [3]康雅微. 移动机器人马达的智能控制[J]. 装备制造技术,:102-103. 看了“机器人控制技术论文”的人还看: 1. 搬运机器人技术论文 2. 机电控制技术论文 3. 关于机器人的科技论文 4. 工业机器人技术论文范文(2) 5. 机器人科技论文
人工智能是20世纪计算机科学发展的重大成就,在许多领域有着广泛的应用。以下是我整理的人工智能的毕业论文范文的相关资料,欢迎阅读!
摘要:人工智能是20世纪计算机科学发展的重大成就,在许多领域有着广泛的应用。论述了人工智能的定义,分析了目前在管理、教育、工程、技术、等领域的应用,总结了人工智能研究现状,分析了其发展方向。
关键词:人工智能;计算机科学;发展方向
中图分类号:TP18
文献标识码:A
文章编号:1672-8198(2009)13-0248-02
1人工智能的定义
人工智能(Artificial Intelligence,AI),是一门综合了计算机科学、生理学、哲学的交叉学科。“人工智能”一词最初是在1956年美国计算机协会组织的达特莫斯(Dartmouth)学会上提出的。自那以后,研究者们发展了众多理论和原理,人工智能的概念也随之扩展。由于智能概念的不确定,人工智能的概念一直没有一个统一的标准。著名的美国斯坦福大学人工智能研究中心尼尔逊教授对人工智能下了这样一个定义“人工智能是关于知识的学科――怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识的科学。”而美国麻省理工学院的温斯顿教授认为“人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。”童天湘在《从“人机大战”到人机共生》中这样定义人工智能:“虽然现在的机器不能思维也没有“直觉的方程式”,但可以把人处理问题的方式编入智能程序,是不能思维的机器也有智能,使机器能做那些需要人的智能才能做的事,也就是人工智能。”诸如此类的定义基本都反映了人工智能学科的基本思想和基本内容。即人工智能是研究人类智能活动的规律,构造具有一定智能的人工系统,研究如何让计算机去完成以往需要人的智力才能胜任的工作,也就是研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智能行为的基本理论、方法和技术。
2人工智能的应用领域
人工智能在管理及教学系统中的应用
人工智能在企业管理中的应用。刘玉然在《谈谈人工智能在企业管理中的应用》一文中提到把人工智能应用于企业管理中,认为要做的工作就是搞清楚人的智能和人工智能的关系,了解人工智能的外延和内涵,搭建人工智能的应用平台,搞好企业智能化软件的开发工作,这样,人工智能就能在企业决策中起到关键的作用。
人工智能在智能教学系统中的应用。焦加麟,徐良贤,戴克昌(2003)在总结国际上相关研究成果的基础上,结合其在开发智能多媒体汉德语言教学系统《二十一世纪汉语》的过程中累积的实践经验,介绍了智能教学系统的历史、结构和主要技术,着重讨论了人工智能技术与方法在其中的应用,并指出了当今这个领域上存在的一些问题。
人工智能专家系统在工程领域的应用
人工智能专家系统在医学中的应用。国外最早将人工智能应用于医疗诊断的是MYCIN专家系统。1982年,美国Pittsburgh大学Miller发表了著名的作为内科医生咨询的Internist 2I内科计算机辅助诊断系统的研究成果,1977年改进为Internist 2Ⅱ,经过改进后成为现在的CAU-CEUS,1991年美国哈佛医学院Barnett等开发的DEX-PLAIN,包含有2200种疾病和8000种症状。我国研制基于人工智能的专家系统始于上世纪70年代末,但是发展很快。早期的有北京中医学院研制成“关幼波肝炎医疗专家系统”,它是模拟著名老中医关幼波大夫对肝病诊治的程序。上世纪80年代初,福建中医学院与福建计算机中心研制的林如高骨伤计算机诊疗系统。其他如厦门大学、重庆大学、河南医科大学、长春大学等高等院校和其他研究机构开发了基于人工智能的医学计算机专家系统,并成功应用于临床。
人工智能在矿业中的应用。与矿业有关的第一个人工智能专家系统是1978年美国斯坦福国际研究所的矿藏勘探和评价专家系统PROSPECTOR,用于勘探评价、区域资源估值和钻井井位选择等。20世纪80年代以来,美国矿山局匹兹堡研究中心与其它单位合作开发了预防煤矿巷道底臌、瓦斯治理和煤尘控制的专家系统;弗尼吉亚理工学院及州立大学研制了模拟连续开采过程中开采、装载、运输、顶板锚固和设备检查专家系统Consim;阿拉斯加大学编写了地下煤矿采矿方法选择专家系统。
人工智能在技术研究中的应用
人工智能在超声无损检测中的应用。在超声无损检测(NDT)与无损评价(NDE)领域中,目前主要广泛采用专家系统方法对超声损伤(UT)中缺陷的性质,形状和大小进行判断和归类;专家在传统超声无损检测与智能超声无损检测之间架起了一座桥梁,它能把一般的探伤人员变成技术熟练。经验丰富的专家。所以在实际应用中这种智能超声无损检测有很大的价值。
人工智能在电子技术方面的应用。沈显庆认为可以把人工智能和仿真技术相结合,以单片机硬件电路为专家系统的知识来源,建立单片机硬件配置专家系统,进行故障诊断,以提高纠错能力。人工智能技术也被引入到了计算机网络领域,计算机网络安全管理的常用技术是防火墙技术,而防火墙的核心部分就是入侵检测技术。随着网络的迅速发展,各种入侵手段也在层出不穷,单凭传统的防范手段已远远不能满足现实的需要,把人工智能技术应用到网络安全管理领域,大大提高了它的安全性。马秀荣等在《简述人工智能技术在网络安全管理中的应用》一文中具体介绍了如何把人工智能技术应用于计算机网络安全管理中,起到了很好的安全防范作用。
3人工智能的发展方向
人工智能的发展现状
国外发展现状。目前,AI技术在美国、欧洲和日本发展很快。在AI技术领域十分活跃的IBM公司。已经为加州劳伦斯・利佛摩尔国家实验室制造了号称具有人脑的千分之一的智力能力的“ASCII White”电脑,而且正在开发的更为强大的新超级电脑――“蓝色牛仔(blue jean)”,据其研究主任保罗・霍恩称,预计“蓝色牛仔”的智力水平将大致与人脑相当。麻省理工学院的AI实验室进行一个的代号为cog的项目。cog计划意图赋予机器人以人类的行为,该实验的一个项目是让机器人捕捉眼睛的移动和面部表情,另一个项目是让机器人抓住从它眼前经过的东西,还有一个项目则是让机器人学会聆听音乐的节奏并将其在鼓上演奏出来。由于人工智能有着广大的发展前景,巨大的发展市场被各国和各公司所看好。除了IBM等公司继续在AI技术上大量投入,以保证其领先地位外,其他公司在人工智能的分支研究方面,也保持着一定的投入比例。微软公司总裁比尔・盖茨在美国华盛顿召开的AI(人工智能)国际会议上进行了主题演讲,称微软研究院目前正致力于AI的基础技术与应用技术的研究,其对象包括自我决定、表达知识与信息、信息检索、机械学习、数据采集、自然语言、语音笔迹识别等。
我国人工智能的研究现状。很长一段时间以来,机械
和自动控制专家们都把研制具有人的行为特征的类人性机器人作为奋斗目标。中国国际科技大学在国家863计划和自然科学基金支持下,一直从事两足步行机器人、类人性机器人的研究开发,在1990年成功研制出我国第一台两足步行机器人的基础上,经过科研10年攻关,于2000年11月,又成功研制成我国第一台类人性机器人。它有人一样的身躯、四肢、头颈、眼睛,并具备了一定的语言功能。它的行走频率从过去的每六秒一步,加快到每秒两步;从只能平静地静态不行,到能快速自如的动态步行;从只能在已知的环境中步行,到可在小偏差、不确定环境中行走,取得了机器人神经网络系统、生理视觉系统、双手协调系统、手指控制系统等多项重大研究成果。
人工智能发展方向
在信息检索中的应用。人工智能在网络信息检索中的应用,主要表现在:①如何利用计算机软硬件系统模仿、延伸与扩展人类智能的理论、方法和技术,包括机器感知、机器思维、机器行为,即知识获取、知识处理、知识利用的过程。②由于网络知识信息既包括规律性的知识,如一般原理概念,也包括大量的经验知识,这些知识不可避免地带有模糊性、随机性、不可靠性等不确定性因素,对其进行推理,需要利用人工智能的研究成果。
基于专家系统的入侵检测方法。入侵检测中的专家系统是网络安全专家对可疑行为的分析后得到的一套推理规则。一个基于规则的专家系统能够在专家的指导下,随着经验的积累而利用自学习能力进行规则的扩充和修正,专家系统对历史记录的依赖性相对于统计方法较小,因此适应性较强,可以较灵活地适应广普的安全策略和检测要求。这是人工智能发展的一个主要方向。
人工智能在机器人中的应用。机器人足球系统是目前进行人工智能体系统研究的热点,其即高科技和娱乐性于一体的特点吸引了国内外大批学者的兴趣。决策系统主要解决机器人足球比赛过程中机器人之间的协作和机器人运动规划问题,在机器人足球系统设计中需要将人工智能中的决策树、神经网络、遗传学的等算法综合运用,随着人工智能理论的进一步发展,将使机器人足球有长足的发展。
4结语
由上述的讨论我们可以看到,目前人工智能的应用领域相当广泛。无论是学术界还是应用领域对人工智能都高度重视。人工智能良好的发展和应用前景,要求我们必须加大研究和投入力度,以使人工智能的发展能为人类服务。
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在日常学习、工作或生活中,大家总少不了接触作文吧,作文根据体裁的不同可以分为记叙文、说明文、应用文、议论文。那么你知道一篇好的作文该怎么写吗?以下是我精心整理的我的发明-四年级作文,仅供参考,希望能够帮助到大家。
转眼就到了20xx年,在那一年,我成为了诺贝尔奖获得者,为的是我发明了一架眼镜——超级智能眼镜。
这架眼镜的第一个功能,采用了“可自动调节聚焦”技术。也就是说当主人的近视度数发生增加或减少的时候,不用去更换眼镜,只需要让眼镜扫描一下眼睛,它就会自动调节了。
它的第二项功能就高级了,这项功能使它从一架眼镜摇身一变,成了“随身小管家”。每天出门前,它都会扫描主人的全身,检查有没有少带东西,并给予提示。当主人走在路上,如果有小偷来偷东西,眼镜会立刻对小偷发射“无力弹”,令小偷乖乖投降。
这架眼镜还有一项功能也很高级哦,那就是可以随时随地查资料。倘若你在外面发现了一个生字,只要盯住那个生字五秒,你的眼前就会浮现出那个生字的信息。此外它还能联网为你导航,给你介绍某处经典等,就相当一台小电脑。
“作文写完没有?”耳边一阵呼唤把我从20xx年拉回了20xx年,原来是南柯一梦啊!不过,我还是希望在未来,自己能发明出这样的一架眼镜,为近视眼们造福。
二十一世纪的我,已经是闻名宇宙的科学家了,每家每户都在用我那神奇的发明。每个人用过之后,都拍手称快,称赞我那绝顶聪明的脑袋瓜。
大家安居乐业,每个人的日子蒸蒸日上:春天,生机勃勃,万物复苏,细菌也在接连不断地繁殖,人们用了我的医疗机器人,让自己身强体壮,不会被细菌击垮;夏天,小朋友们用我的冰淇淋复制机,只要选择好自己喜爱的口味,按下“复制”键,你就可以大饱口福,让冰淇淋永远在你身边;秋天,果实累累,农民伯伯们用我的果实机器人,这个机器人不仅能够帮助农民伯伯摘到高耸入云的苍天大树上的果实,还能复制果实,只要有一颗果实或者一粒种子,就能变出成千上万的果实,并且不会排放废气,反而让农民伯伯从满面愁容变成了开怀大笑;冬天,一家人坐在屋子里有说有笑,身边坐着一个衣装整洁、风度翩翩的火炉机器人,这个机器人可不是普通机器人就能够比的,他有着喜怒悲哀,感情色彩,发热时可让人觉得周围有着温暖、灿烂的阳光,让这个冬天像春天一般,走到那里就好似把太阳带到那里似的。
不过我的发明可不止这些,我的发明少说有几亿个,多的话可能至少有五十六亿个发明,并且当中有五十五亿九千九百九十九万九千九百九十九件发明获得了诺贝尔奖。只是我认为我最得意的一件发明就是万能机,因为这个万能机可以随心所欲地变成任何你想要的东西,并且满足你的一切要求,保证不偷不抢不骗人。
我的小发明多功能电风扇,在人们的生活中,有许多不便的事情。
比如夏天天气炎热,回到家里会筋疲力尽,大汗淋漓,如果打开普通电风扇,夏天的气温高,吹的还是热风。冬天天气寒冷,有的家庭没有空调,在家里会很冷……
此刻我发明了一种先进的多功能电风扇,下方我就来告诉你它的用途:
夏天,天气炎热,只要回到家,对多功能电风扇说:“冷气。”多功能电风扇就开始运转,放出冷气,不一会儿,屋子里就会凉爽如秋。还能省下买空调的钱,真是一举两得呀。
冬天,天很冷,人们不愿出门,早上也不想起床,躲在被窝里,此刻用了我的发明多功能电风扇,那可方便多了,把电风扇对着你,说:“热气。”十分钟之内,你的家里就会温暖如春。
它还有一个用途,如果家里液化气发生泄露,它会发出奇怪的声音,提醒主人尽快打开窗户,让空气对流,消除危险。
多功能电风扇是由磁铁、扇叶及轴组成,用声音来控制。它没有插头,能够随意搬动,只需一个小小的高能蓄电池,充一次电就能够使用一个星期左右。
多功能电风扇,也不是一两天能够做成功的,这务必要超多的时光和精力,但是我会完成它的。我的得意之作——多功能电风扇必须会给人们的生活带来便利。
每当我切洋葱的时候,常常会流眼泪,还会使自我模模糊糊,真难受!但是有什么办法呢?忽然我想到:上课时,因为我近视看不到黑板,所以要戴眼镜。如果能把眼镜改成塑料眼镜,那么在切洋葱的时候,就不用流泪啦!于是我找来一些包装用的塑料,再找来剪刀和尺子,还有双面胶。我先把尺子放到塑料的上方,再拿起剪刀,留意翼翼地把它剪下来,然后把剪下来的眼镜塑料配件,都用双面胶粘起来,这样就完成啦!我迫不及待地戴上,只听见“嘶”的一声,啊!我新发明的眼镜烂了,白白浪费了我多大的心思啊!我痛苦难忍,不顾一切地冲进了自我的房间,无精打采地躺在床上……不知什么时候,一张突如其来水果包装纸皮袭击了我的头部,我把它拿起来一看,好像明白了什么似的……对了!要是把纸皮粘在眼镜架上,那不就使眼镜坚固,还有立体感了吗?说干就干,我把纸皮像镜架大小剪下来,之后把剪下来的纸皮粘到塑料眼镜的配件,再把颜色涂上。果然,跟我想到的一样,眼镜真的坚固了,我试着戴来看,别提我多高兴了,还有很有风格哩!
切起洋葱又不会流眼泪,既方便又环保。有了塑料眼镜的帮忙,我们的生活又多了一分色彩!
现在的生活越来越好,自行车变汽车,平方变大厦,可在这繁荣的景象中,去有着一些不和谐:汽车排气管排出的二氧化碳,人们还乱砍滥伐数目,森林变成了沙漠,没了树,空气怎么能新鲜的起来呢?
我看到这种现象不是一次两次了,我决定长达一定要发明两种机器,一种叫作树木回收器,他都是纳米做成的,大约有词典那么大,晚上还可以发光呢。它不但好看,而且实用。只要是木制用品都可以变废为宝,比如说把三张废纸放入入口处,再按下“纸”这个键,不到10秒钟,就可以变成一张白纸了,如果你放一个不要的木质笔筒,按下“笔”这个键,经过处理就变成了两只铅笔,当然还有许多功能,如:木筷变纸,木椅变成笔筒等。
我的第二个发明是二氧化碳吸收器。虽然这台机器只有巴掌大,但不要小看它哦!它采用的也是纳米,里面的器材都是废品,但加工一下,它就可以放在汽车的排气管里,堵住它,再接接下红色按键,你发动汽车,它也开始工作了,它前面有两个小口,专门吸收二氧化碳,后面也有两个小口,是经过吸收二氧化碳中的氧气再排放出去。而且用它车也没有发出噪音,使用完后,把它放到树下,按下绿色按键,他就会排放二氧化碳给树吸收,二、三分钟后便排放完毕,而且还吸收了许多氧气呢。放在家里按下黄键,可以放出氧气,也可以减少衣物的碳排放量。
这两台机器很好吧,让我们用双手多做些低碳机器,让生活变得更美好。
生活中离不开发明创造:通讯不便,人们就发明了电话;交通不便,人们就发明了汽车;计算不便,人们就发明了电子计算机。
我经常都因起不了床而迟到,常常被老师批评,这个大问题该怎样解决呢?
于是,我想发明一张多功能床。这张床可不是一般的床!它的床底下有一个传感器,传感器可以连接到手机,只要人设定好闹钟,传感器就会丝毫不差地发出声音把你叫起来。如果你赖着不起来,它就会马上采用强制措施,它会在床的内部迅速伸出两只机械手臂,然后拿起一根羽毛,一直挠你痒痒,直到把你笑醒。如果你承受住了挠痒痒,别担心!它立即就会启动第二个强制措施,这时它会发出一种令人非常讨厌而难以忍受的音波,同时它也会把你的被子扔了,以防你用被子来堵住耳朵。这时,你就不得不起床了,而且过程只需要几分钟,一点儿都不浪费时间。怎么样,你还敢不起床吗?
生活处处是发明,只要你留心观察生活,就能发明出许多有趣而便利我们生活的东西。
一个盛夏的中午,太阳火辣辣地挂在天空中,天气热得像个蒸笼。我们忍着炎热,出去买了几个又大又圆的西瓜。回到了家,我拿了一把小刀,切开西瓜,然后拿起勺子,狼吞虎咽地吃起来。不一会儿,半个西瓜就吃完了。这时,西瓜皮呈现出了一个月牙形。我想:丢掉,太可惜;不丢,留着会发臭。怎么办?我左思右想,却还是想不出一个好办法来。
过了两天,我在电视上看到了一架帆船在海上航行。我忽然开窍了:把西瓜皮当成船舱,再拿卡纸剪下一些“机器”零件,不就成了“帆船”了吗?欣喜若狂的我拿出了前天的西瓜皮,找来一根小木棍,然后拿出剪刀剪出帆船的帆,用双面胶粘住,一艘“帆船”就做成了!
不过,帆船必须要在水上漂浮。于是,我接了一盆子的水,随后把“帆船”轻轻地放到水里。我难以置信,“帆船”不但没沉下去,反而在水上漂浮!就这样,我的发明成功了!
通过这次发明,我也明白了一个道理,那就是:要有一双善于观察的眼睛和一个善于思考的大脑。希望我以后能成为一位发明家,发明更多实用的东西。
我有一个发明机,它的用处可大了,能发明出各种各样的东西。
我用它发明了一个能在空中跑的鞋子,我穿上它在空中慢悠悠的散步,发现一个小偷在偷别人家的东西,就连忙用我的发明机发明了一个通讯器,用通讯器联络了警察,警察把小偷抓住了。这户人家非常感激我,我不声不响的离开了。随后我又用发明机发明了一个升降板,只要用操纵器让它随意升降、移动,就可以在空中欣赏风景。
我又产生了一个想法,可不可以发明一个可以自动去帮助别人的工具呢?我便开始研究起来,经过努力我终于把这种工具发明出来了,我便指使它去帮助有困难的人,自己开始研究其它工具。见我发明可以帮助别人的工具已经回来了,就把它收起来了。我又想,我到现在还不会游泳,就用我的发明机发明了一个可以使人学会游泳的工具。
学会游泳后,我想去和同伴们玩了,就去找他们。看见他们在广场上玩我也跟了去,只见他们满脸泛愁,就问他们怎么啦,原来他们的风筝卡在树上了,我立刻穿上我发明的可以在空中走的鞋子把风筝拿了下来,和小伙伴们在草地上快乐地奔跑着。
这就是我的发明机,一个可以发明任何东西的发明机,要是你喜欢我也送给你一个。
昨天晚上,爸爸带我出去理发,帅气的理发师给我剪了个板寸发型,我十分喜欢,可是讨厌的碎发怎么也洗不干净,贴在头皮上、脖子里,粘在衣领上,今天我还感觉到脖子上非常痒痒。我想,我得发明一个多功能梳子,解决这个问题。
我发明的这个梳子,它的形状与普通的梳子类似,手柄上有几个按钮,红色的按钮是吹风功能,轻轻一按,从梳子上可以连续吹出热风,梳头时就可以快速地干燥头发;梳子的梳齿上面有许多小孔,按一下黄色的按钮,从小孔产生吸力,边梳头边吸去附着在皮肤上的碎发,还可以随时调节吸发的力度,再也不用担心碎发跑到脖子里去了。最后,一按蓝色的按钮,可以把梳子的收纳盒弹开,收集的碎发就可以倒入垃圾桶了。
在这个梳子上我打算再装上几个走珠让它具有按摩功能。在梳头的同时按摩头部、放松神经,增加头皮的血液循环,起到保健作用,我每天晚上给妈妈梳梳头,可以减少妈妈白头发的生成,让妈妈一直那么年轻、美丽。另外,我还准备加装个墨囊,里面装上染发剂,轻轻一按就可以均匀的喷雾,边梳边染,真是又好又方便,这样奶奶染头发就不用去理发店了。
这就是我的“小发明”,一个大家都能用的多功能梳子。
同学们!你们要问我未来的笔是什么样的,我会不假思索地告诉你:“未来的笔是我发明的,它不仅美观大方,而且非常实用,不信,就来看看吧!”
我发明的未来的笔外壳色彩斑斓,还会根据季节变颜色。春天变成绿色,夏天变成红色,秋天就会变成金黄色,冬天就变成了银白色,并且在阳光的照耀下五光十色的,可漂亮了!笔身苗条精致,长长细细的,图案清晰,有许多小动物,还有童话人物。它的笔盖是墨绿色的,像一个军人带的军帽,威武神气极了!一到晚上就会发出亮晶晶的光,如果天上彩虹一出现,对着它一照,就会照应出彩色的光,非常漂亮。
这支笔的功能变化多端,上面有三个小巧玲珑的按钮。按第一个按钮,就会是一支钢笔,按第二个按钮会变成一支铅笔,按第三个按钮就会变成橡皮,非常好用。以前笔很不方便,每次写字笔总是断铅,把本子弄得黑乎乎的。笔还很不结实,一摔就支离破碎了。而钢笔的墨水总会滴在本子上,弄得墨迹斑斑的,一会儿写显,一会儿不显,写的字总是断断续续,让人讨厌至极。但我发明的笔就可以解决这些烦恼之事。
这支笔还有许多奇妙之处,比如你写错了,它就会发出警报声提醒你。它还能放音乐,只要说出你想听的音乐名称,它就放出动听悦耳的音乐来消除你的疲劳。而且它里面的铅永远不用换,用不完,特别省时,方便。
随着日新月异的社会发展,高科技笔越来越多了,但大家听了我的介绍一定对我发明的笔兴趣倍增了吧!
机器人越来越聪明能干了。他们可以为人类做出很多贡献。所以我也想发明属于我的机器人,他可以为我做些什么呢?请往下看!
做家务:妈妈在洗衣服时,机器人可以帮忙。它可以用伸缩自如的手臂,帮妈妈把衣服挂上衣架,那就省去了把衣架拉下来的时间。当衣架挂满了衣服,它就会伸长手臂,让妈妈再挂衣服。扫地时,它可以用脚下的轮子快速走动,做家务的速度就快了许多。拖地时,轮子会变成吸盘,走动时就不会滑倒。
运动:当我们去游泳时,它就会启动防水潜水功能,周围就会出现一圈屏障,让它在水下自游穿梭,和我一起玩。打球时,它就会启动运动模式。我运球时它会断球,我投球时它会“盖帽”既能锻炼我的意志,又能训练我的突进和防守。
转化:当我上当时,它就会转化成一辆单车,让我飞快抵达学校,他笑时,它又会转化为人,走回家里。我当我想玩电脑时,它就会转化成电脑,到一定的时间时,它又会转化成为人,别让我继续玩,以防我近视。
怎么样?我的这个发明――机器人不错吧,但是要记得每天充电喔。
如果没有发明跟发现,那我们的生活一定都很不好过,而且东西都要生吃,也有可能会造成很多人死亡,我们大家都很不希望过这种原始生活,所以发明对我们现代人是非常重要的。
假如我是发明家,我会发明一个任意门,让我们能在一个小空间里自由自在的穿梭到各个地方,也让我们在那里留下美好的回忆。而且这样也不会造成空气污染,让二氧化碳排放量更少。如果我是发明家,我会制造出一台探测器,如果一有地震,它就会准确的预测地点与时间还有方位,让民众疏散道安全的地方,减少人员伤亡。
在这个世界上如果没有他们这些发明家,可能也没有现在的我们,因为那些发明家如果没有发明这些东西。我们的生活就会像原始人一样痛苦。所以,我们要懂得感恩他们,因为他们在发明的'这些过程中,非常的辛苦,我们也要好好的惜福这些东西,不要去破坏。
想要做个发明家,我就会学习爱迪生, 忍受无数的失败、挫折,终于成功的毅力和恒心,我不会放弃,也不会气馁。老师说过:“凡是尽力,便有可成,尽自己最大的努力就是成功。”所以我会不断的发明、创造。把赚来的这些钱,拿出来帮妈妈治疗好身体,让妈妈的身体不会再有任何后遗症了。而且我也要将我身上的钱捐出去给家庭贫困的人,让他们跟我一样每天都很健康、快乐。
科学家们真厉害,能发明出这么多有趣的东西。我也想像科学家们一样能发明出一样又美又有趣的“图书馆”。
一个阳光灿烂的周末,我在花园里准备做一样发明,让大家开开眼界,知道我也是一个“小小发明家”。我做了一个美观又有趣的图书箱,它的样子很美丽,有一道道彩虹画在上面,好像里面有彩虹一样,有着精美的故事。
它的材料是一个防水皮,滑而又美观。
它有许多功能和特点,它有个拎环,把柄上有个按钮,要用力地按,否则拎的时候书就要掉落。按下按钮,箱子会自动打开。里面有许多的书。如果你不仔细发现其中的奥秘,没有目的的找,那很麻烦。图书箱的侧面有个写字格,把喜欢看的书写在上面,不会的字可以用拼音代替。一双手就会帮你把书拿出来。如果不知道看什么,就自己随便拿。图书箱还有一个特点,就是把书包里的东西全部放进图书箱,图书箱就会自动变成一个漂亮的小书包,背起来又轻巧又方便。
我发明的图书箱有趣吗?我也会变成一个伟大聪明的“科学家”,更希望快快到那一天,让大家开开眼界,要知道我也是一个“小小科学家”。
现在的人们都很忙,没有时间陪伴自己的孩子,也很少有时间去辅导孩子的功课。所以我想发明一个叫小度的家教机器人。
我发明的家教机器人头顶上有头发,和真人一样,头是用铁做的,两个眼睛像小灯泡一样烔烔有神,耳朵是用木头片做的,嘴巴带着笑容。看起来很和蔼可亲。身体是用纳米材料做的,这样就不怕被雨淋湿了。胸部是一台冰箱,小孩子们口渴的时候可以拿一个雪糕吃。腿是一把可以又能合住的椅子,既能变成腿,也可以变成椅子,这样孩子们在上学的路上如果累了就可以坐在椅子上休息一会儿。这个家教机器人小度最厉害的就是可以教孩子们学习,只要叫一声“小度”“小度”,他就会回应你说“在呢”,这时就可以说出你的问题或你不会的题,它就会耐心的回答你,直到你听明白。它的后脑勺上有一个按钮,一按头就会变成平板电脑,可以让孩子们做题,不会的题也可以在平板上看视频,这样就可以轻松的学会这道题。这种机器人既能教孩子们学习也会做家务,也能给孩子们讲故事,还会和孩子们做游戏,有了这种机器人在生活中就方便多了。
这就是我发明的机器人——家教机器人!
“哎,我这手举着真是累啊!”总喜欢抱着手机看电视剧的妈妈又在抱怨着。
“得帮她解决这个问题。只是怎么办呢?”我顺手拿起妈妈放在桌上的皮筋想着,“怎么就不用妈妈手拿着手机了呢?”突然,我的大脑里闪过一个念头。“如果把手机用皮筋固定在物体上,手机不是就不用手拿着了吗?”想到这,我找来一个小号的瓶子作固定用,可是瓶子太轻了,我想了想,往瓶里装满了水,这下好了。
没有手机,怎么做实验呢?妈妈的手机是不会给我的。对,我找来了一个和妈妈手机差不多大小的硬纸板充当手机,我看着这些材料,认真地梳理着思路:我得先把手机系起来。怎么系呢?我拿着皮筋左绕绕右绕绕,就是绕不出所以然来,绕着绕着,皮筋打起了结,给了我很大启发:“咦,对呀,可以把皮筋打成圈圈套在手机上呀。”我立刻量了量纸板的宽,在皮筋的两端各打了一个圈,套在手机的两端,瓶子呢?嘿,放在纸板和皮筋中间。我把瓶子穿了进去。我把它们放在桌上,纸板果然舒服地躺在瓶子上。可是也太趴了!怎么办呢?我想了想,在皮筋中间打了个小结,皮筋收了紧,纸板倚靠在瓶子上,正好。
我把自己的这个小发明送给了妈妈,妈妈把手机放了上去,很好用。她对我竖起大拇指说:“你真棒!”听了妈妈的夸奖,我的心里比吃了蜜还甜。
现如今,随着社会经济发展,机器人开始被广泛应用于各行各业中,替工人进行一些复杂、繁重的体力劳动,能减轻人们的工作负担。下面是由我整理的工业机器人技术论文 范文 ,希望能对大家有所帮助!工业机器人技术论文范文篇一:《浅谈工业机器人在工业生产中的应用》 工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。就工业机器人在工业生产中的应用进行探讨。 关键词:工业机器人 应用 工业 1 引言 工业机器人最早应用于汽车制造工业,常用于焊接,喷漆,上、下料和搬运。工业机器人延伸和扩大了人的手、足和大脑功能,它可代替人从事危险、有害、有毒、低温和高热等恶劣环境中的工作;代替人完成繁重、单调的重复劳动,提高劳动生产率,保证产品质量。工业机器人与数控加工中心、自动搬运小车以及自动检测系统可组成柔性制造系统和计算机集成制造系统,实现生产自动化。 2 工业机器人的主要运用 (1)恶劣工作环境及危险工作军事领域及核工业领域有些作业是有害于人体健康并危及生命,或不安全因素很大而不宜由人去做的作业,用工业机器人去做最合适。例如核工厂设备的检验和维修机器人,核工业上沸腾水式反应堆燃料自动交换机。 (2)特殊作业场合和极限作业火山探险、深海探密和空间探索等领域对于人类来说是力所不能及的,只有机器人才能进行作业。如航天飞机上用来回收卫星的操作臂;用于海底采矿和打捞的遥控海洋作业机器人。 (3)自动化生产领域早期的工业机器人在生产上主要用于机床上、下料,点焊和喷漆。用得最多的制造工业包括电机制造、汽车制造、塑料成形、通用机械制造和金属加工等工业。随着柔性自动化的出现,机器人在自动化生产领域扮演了更重要的角色。下面主要针对工业机器人在自动化生产领域的应用进行简单介绍。 焊接机器人 点焊机器人工业机器人首先应用于汽车的点焊作业,点焊机器人广泛应用于焊接车体薄板件。装焊一台汽车车体一般大约需要完成3000~4000个焊点,其中60%是由点焊机器人来完成的。在有些大批量汽车生产线上,服役的点焊机器人数量甚至高达150多台。 点焊机器人主要性能要求:安装面积小,工件空间大;快速完成小节距的多点定位;定位精度高(土0 .25 mm ),以确保焊接质量;持重大(490~980N ) ,以便携带内装变压器的焊钳;示教简单,节省工时。 弧焊机器人 弧焊机器人应用于焊接金属连续结合的焊缝工艺,绝大多数可以完成自动送丝、熔化电极和气体保护下进行焊接工作。弧焊机器人应用范围很广,除汽车行业外,在通用机械、金属结构等许多行业中都有应用。弧焊机器人应是包括各种焊接附属装置在内的焊接系统,而不只是一台以规划的速度和姿态携带焊枪移动的单机。如图1所示为弧焊机器人的基本组成。适合机器人应用的弧焊 方法 主要有惰性握体保护焊、混合所体保护焊、埋弧焊和等离子弧焊接。 1-机器人控制柜2-焊接电源3-气瓶4-气体流量计5-气路6-焊丝轮7-柔性导管8-弧焊机器人9-送丝机器人10-焊枪11-工件电缆12-焊接电缆13-控制电缆 图1 弧焊机器人系统的基本组成 弧焊机器人的主要性能要求:在弧焊作业中,要求焊枪跟踪工件的焊道运动,并不断填充金属形成焊道。因此,运动过程中速度的稳定性和轨迹是两项重要指标,一般情况下,焊接速度约取5~50 mm/s ,轨迹精度约为.2 ~ ) mm;由于焊枪的姿态对焊缝质量也有一定影响,因此希望在跟踪焊道的同时,焊枪姿态的可调范围尽量大。此外,还有一些其他性能要求,这些要求包括:设定焊接条件(电流、电压、速度等)、抖动功能、坡口填充功能、焊接异常检测功能(断弧、工件熔化)及焊接传感器(起始焊点检测,焊道跟踪)的接口功能。 喷漆机器人 喷漆机器人广泛应用于汽车车体、家电产品和各种塑料制品的喷漆作业。喷漆机器人在使用环境和动作要求上有如下特点: (1)工作环境空气中含有易爆的喷漆剂蒸气; (2)沿轨迹高速运动,途经各点均为作业点; (3)多数被喷漆部件都搭载在传送带上,边移动边喷漆。如图2所示为关节式喷漆机器人。 搬运机器人 随着计算机集成制造技术、物流技术、自动仓储技术的发展,搬运机器人在现代制造业中的应用也越来越广泛。机器人可用于零件的加工过程中,物料、工辅量具的装卸和储运,可用来将零件从一个输送装置送到另一个输送装置,或从一台机床上将加工完的零件取下再安装到另一台机床上去。 装配机器人 装配在现代工业生产中占有十分重要的地位。有关资料统计表明,装配劳动量占产品生产劳动量的50%~60%,在有些场合,这一比例甚至更高。例如,在电子器件厂的芯片装配、电路板的生产中,装配劳动量占产品生产劳动量的70 %~80%。因此,用机器人来实现自动化装配作业是十分重要的。 机器人柔性装配系统 机器人正式进入装配作业领域是在“机器人普及元年”的1980年前后,引人装配作业的机器人在早期主要用来代替装配线上手工作业的工序,随后很快出现了以机器人为主体的装配线。装配机器人的应用极大地推动了装配生产自动化的进展。装配机器人建立的柔性自动装配系统能自动装配中小型、中等复杂程度的产品,如电机、水泵齿轮箱等,特别适应于中小批量生产的装配,可实现自动装卸、传送、检测、装配、监控、判断、决策等机能。 机器人柔性装配系统通常以机器人为中心,并有诸多周边设备,如零件供给装置、工件输送装置、夹具、涂抹器等与之配合,此外还常备有可换手等。但是如果零件的种类过多,整个系统将过于庞大,效率降低,这是不可取的。在机器人柔性装配系统中,机器人的数量可根据产量选定,而零件供给装置等周边设备则视零件和作业的种类而定。因此,和装配线比较,产量越少,机器人柔性装配系统的投资越大。 3 结束语 工业机器人是以机械、电子、电子计算机和自动控制等学科领域的技术为基础,融合而成的一种系统技术;也可说是一门知识、技术密集的,多学科交叉的综合化的高新技术。随着这些相关学科技术的进步和发展,工业机器人技术也一定会到迅速发展和提高。 工业机器人技术论文范文篇二:《探讨工业机器人的发展趋势》 摘 要 随着社会经济发展,机器人开始被广泛应用于各行各业中,替工人进行一些复杂、繁重的体力劳动。目前,机器人是一种制造业与自动化设备中的典型代表,这将会是人造机器的“终极”版。它的应用已经涉及信息化、自动化、智能化、传感器与知识化等多个学科和领域,这是目前,是我国乃至世界高新技术成果的最佳集成,因此,它的发展是与许多学科的发展有着密切的联系。以现在的发展趋势来看,工业机器人的应用范围越来越广泛,同时在技术操作中,他也变得越来越标准化、规范化,提高工业机器人的安全性。另一方面,工业机器人发展越来越微型化、智能化,在人类生活中应用越来越广泛。 关键词 工业机器人 智能化 应用领域 安全性 随着社会复杂的需求,工业机器人在应用领域中越来越广泛。一方面,工业机器人被广泛应用于工业生产中,代替工人危险、复杂、单调的长时间的作业,例如在机械加工、压力铸造、塑料制品成形及金属制品业等各种工序上,同时还应用于原子能工业等高危险的部门,这已经在发达国家中应用比较广泛。另一方面,工业机器人在其他的领域应用也比较多,随着科学技术的飞速发展,提高了工业机器人的使用性能和安全性能,其应用的范围越来越广泛,应用的范围已经突破了工业,尤其在医疗业中应用比较好。 一、工业机器人的发展历程 第一代机器人,一般指工业上大量使用的可编程机器人及遥控操作机。可编程机器人可根据操作人员所编程序完成一些简单重复性作业。遥控操作机制每一步动作都要靠操作人员发出。1982年,美国通用汽车公司在装配线上为机器人装备了视觉系统,从而宣告了第二代机器人―感知机器人的问世。这代机器人,带有外部传感器,可进行离线编程。能在传感系统支持下,具有不同程度感知环境并自行修正程序的功能。第三代机器人为自治机器人,正在各国研制和发展。它不但具有感知功能,还具有一定决策和规划能力。能根据人的命令或按照所处环境自行做出决策规划动作即按任务编程。 我国机器人研究工作起步较晚,从“七五”开始国家投入资金,对工业机器及其零部件进行攻关,完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发和研制。1986 年国家高技术研究发展计划开始实施,智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿,经过几年的研究,取得了一大批科研成果,成功地研制出了一批特种机器人。 我国工业机器人起步于70年代初期,经过30多年的发展,大致经历了3个阶段:70年代的萌芽期,80年代的开发期和90年代的适用化期。 上世纪70年代是世界科技发展的一个里程碑:人类登上了月球,实现了金星、火星的软着陆。我国也发射了人造卫星。世界上工业机器人应用掀起一个高潮,尤其在日本发展更为迅猛,它补充了日益短缺的劳动力。在这种背景下,我国于1972年开始研制自己的工业机器人。 进入80年代后,在高技术浪潮的冲击下,随着改革开放的不断深入,我国机器人技术的开发与研究得到了政府的重视与支持。“七五”期间,国家投入资金,对工业机器人及其零部件进行攻关,完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发,研制出了喷涂、点焊、弧焊和搬运机器人。1986年国家高技术研究发展计划(863计划)开始实施,智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿,经过几年的研究,取得了一大批科研成果,成功地研制出了一批特种机器人。 从90年代初期起,中国的国民经济进入实现两个根本转变时期,掀起了新一轮的经济体制改革和技术进步热潮,我国的工业机器人又在实践中迈进一大步,先后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的工业机器人,并实施了一批机器人应用工程,形成了一批机器人产业化基地,为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。 我国工业机器人经过“七五”攻关计划、“九五”攻关计划和863计划的支持已经取得了较大进展,工业机器人市场也已经成熟,应用上已经遍及各行各业。 我国未来工业机器人技术发展的重点有:第一,危险、恶劣环境作业机器人:主要有防暴、高压带电清扫、星球检测、油汽管道等机器人;第二,医用机器人:主要有脑外科手术辅助机器人,遥控操作辅助正骨等;第三,仿生机器人:主要有移动机器人,网络遥控操作机器人等。其发展趋势是智能化、低成本、高可靠性和易于集成。 二、工业机器人的发展趋势 机器人是先进制造技术和自动化装备的典型代表,是人造机器的“终极”形式。它涉及到机械、电子、自动控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个学科和领域,是多种高新技术发展成果的综合集成,因此它的发展与众多学科发展密切相关。当今工业机器人的发展趋势主要有:一是工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修),而单机价格不断下降。二是机械结构向模块化可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化;有关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人。三是工业机器人控制系统向基于 PC机的开放型控制器方向发展,便于标准化,网络化;器件集成度提高,控制柜日渐小巧,采用模块化结构,大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。四是机器人中的传感器作用日益重要,除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外,视觉、力觉、声觉、触觉等多传感器的融合技术在产品化系统中已有成熟应用。五是机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来这种新型装置已成为国际研究的 热点 之一,纷纷探索开拓其实际应用的领域。 总体趋势是,从狭义的机器人概念向广义的机器人技术概念转移,从工业机器人产业向解决方案业务的机器人技术产业发展。机器人技术的内涵已变为 灵活应用机器人技术的、具有实际动作功能的智能化系统。机器人结构越来越灵巧,控制系统愈来愈小,其智能也越来越高,并正朝着一体化方向发展。 三、我国工业机器人发展面临的挑战与前景 我国工业底子薄,工业机器人发展一直处于一个初步发展阶段,虽然我国从上个世纪70年代开始研发工业机器人,但是技术力量不足与西方国家的技术封锁,对此,在发展过程中,存在着比较多的问题。细分起来,有如下几点: 首先,我国基础零部件制造能力差。虽然我国在相关零部件方面有了一定的基础,但是无论从质量、产品系列全面,还是批量化供给方面都与国外存在较大的差距。特别是在高性能交流伺服电机和精密减速器方面的差距尤其明显,因此造成关键零部件的进口,影响了我国机器人的价格竞争力。 第二,我国的机器人还没有形成自己的品牌。虽然已经拥有一批企业从事机器人的开发,但是都没有形成较大的规模,缺乏市场的品牌认知度,在机器人市场方面一直面临国外机器人品牌的打压。国外机器人作为成熟的产业采用整机降价,吸引国内企业购买,而在后续的维护备件费用很高的策略,逐步占领中国市场。 第三,认识不到位,在鼓励工业机器人产品方面的政策少。工业机器人的制造及应用水平,代表了一个国家的制造业水平,我们必须从国家高度认识发展中国工业机器人产业的重要性,这是我国从制造大国向制造强国转变的重要手段和途径。□ 参考文献: [1]任俊.面向熔射快速制模的机器人辅助曲面自动抛光系统的研究.华中科技大学,2006年. [2]钟新华,蔡自兴,邹小兵.移动机器人运动控制系统设计及控制算法研究.华中科技大学学报(自然科学版),2004年S1期. [3]张中英.基于遗传算法的机器人神经网络控制系统.太原理工大学,2005年. [4]李磊,叶涛,谭民,陈细军.移动机器人技术研究现状与未来.机器人,2002年05期. [5]杜玉红,李修仁.生产线组装单元气动搬运机械手的设计.液压与气动,2006年05期. [6]徐晓峰.基于串行通信技术的机器人实时控制研究.南京林业大学,2005年. 工业机器人技术论文范文篇三:《试论工业机器人机电一体化》 1机电一体化技术的应用现状 工业机器人。 工业机器人的出现在一定程度上可替代人的劳动,对于高辐射、高噪声污染、高浓度有害气体的工作场合来说,工业机器人是一个理想的选择。工业机器人的发展经历了三个阶段,第一代工业机器人智能化程度较低,只能通过预设的程序进行简单的重复动作,无法应对多变的工作环境和工作岗位。随着科技的发展,在第一代机器人的基础上通过各种传感器的应用使其可通过对环境信息的获取、分析、处理并反馈给动作单元,从而进行一些适应性的工作,这种机器人虽然智能化程度较低,但已经在一些特定的领域得以成功应用。在机电一体化技术相对成熟的今天,第三代机器人的智能化水平已经得到了较大的提升,其可以通过强大的传感原件收集信息数据,并根据实际情况作出类似于人脑的判断,因此可以在多种环境下进行独立作业,但成本较高,在一定程度上限制了实际应用。 分布式控制系统。 分布式控制系统是相对于集中式控制系统而言的,是通过一台中央计算机对负责现场测控的多台计算机进行控制和指挥,由于其强大的功能和安全性,使其成为当前大型机电一体化系统的主流技术。根据实际情况分布式控制系统的层级可分为两级、三级或更多级,通过中央计算机完成对现场生产过程的实时监控、管理和操作控制等,同时,随着测控技术的不断发展与创新,分布式控制系统还可以对生产过程实现实时调度、在线最优化、生产计划统计管理等功能,成为一种集测、控、管于一体的综合系统,具有功能丰富、可靠性高、操作方便、低故障率、便于维护和可扩展等优点,因此使系统的可靠性大幅提高。 2机电一体化技术的发展趋势 人工智能化。 人工智能就是使工业机器人或数控机床模拟人脑的智力,使其在生产过程中具备一定的推理判断、 逻辑思维 和自主决策的能力,可大幅提升工业生产过程的自动化程度,甚至实现真正的无人值守,对于降低人力成本,提高加工精度和工作效率具有十分重要的意义。目前,人工智能已经不只是停留在概念上,因此可预见机电一体化技术将向着人工智能化的方向发展。虽然以当前的科学技术水平不可能使机器人或数控机床完全具备人类的思维模式和智力特点,但在工业生产中,使这些机电一体化设备具备部分人类的职能是完全可以通过先进的技术达到的。 网络化。 网络技术 的发展给机电一体化设备远程监视和远程控制提供了便利条件,因此,将网络技术与机电一体化技术结合起来将是机电一体化技术发展的重点。在生产过程中,操作人员需要在车间内来回走动,对设备的状态进行掌握,并对机床的操作面板进行操作,通过在机电一体化设备与控制终端之间建立通信协议,并通过光纤等介质实现信息数据的传递,即可实现远程监视和操作,降低工人的劳动量,并且各种控制系统功能的实现,理论上来说都是建立在网络技术基础上的。 环保化。 在人类社会发展的最近几十年里,虽然经济得到了迅猛的发展,人们生活水平得到了显著的提高,然而以牺牲资源和环境为代价的发展模式使得人类赖以生存的环境遭到严重的污染,因此,在可持续发展战略提出的今天,发展任何技术都应当以对环境友好作为前提,否则就是没有前途的,故环保化是机电一体化技术发展的必然趋势。在机电一体化应用过程中,通过对资源的高效利用,并在制造过程中做到达标排放甚至零排放,产品在使用过程中对生态环境不造成影响,即便报废后也可对其进行有效回收利用,这就是机电一体化技术环保化的具体表现形式,符合可持续发展的要求。 模块化。 由于机电一体化装置的制造商较多,为降低系统升级改造的成本,并为维修提供便利,模块化将是一个非常有前途的研究方向。通过对功能单元进行模块化改造,可在需要增加或改变功能时直接将对应的功能模块进行组装或更换,即便出现故障,只需将损害的模块进行更换即可,工作效率极高,通用性的增强为企业节约了大量的成本。 自带能源化。 机电一体化对电力的要求较高,如果没有充足的电能供应就会影响生产效率,甚至由于停电造成数据的丢失等,因此通过设备自带动力能源系统可始终保持充足的电力供应,使系统运行更流畅。 3结语 综上所述,机电一体化技术的应用可使产品的生产效率和精度大幅提高,在当前工业生产中具有较大的技术优势,相信随着科技的发展,机电一体化技术水平也会不断提高,为工业生产做出更大贡献。 猜你喜欢: 1. 初三机器人科学论文2000字 2. 工业智能技术论文 3. 传感器技术论文范文 4. 机器人科技论文3000字 5. 初三智能机器人科技论文2000字 6. 人工智能机器人的相关论文
最多追加100好吧,怎么都喜欢骗人啊 微型机器人的发展和研究现状 摘要: 微型机器人是微电子机械系统的一个重要分支, 由于它能进入人类和宏观机器人所不及的狭小空间内作业, 近几十年来受到了广泛的关注。本文首先给出了近年来国内外出现的几种微型机器人, 在分析了其特点和性能的基础上, 讨论了目前微型机器人研究中所遇到的几个关键问题, 并且指出了这些领域未来一段时间内的主要研究和发展方向。 关键词: 微型机器人; 微驱动器 近年来, 采用MEMS 技术的微型卫星、微型飞行 器和进入狭窄空间的微机器人展示了诱人的应用前 景和军民两用的战略意义。因此, 作为微机电系统技 术发展方向之一的基于精密机械加工微机器人技术 研究已成为国际上的一个热点, 这方面的研究不仅有 强大的市场推动, 而且有众多研究机构的参与。以日 本为代表的许多国家在这方面开展了大量研究, 重点 是发展进入工业狭窄空间微机器人、进入人体狭窄空 间医疗微系统和微型工厂。国内在国家自然科学基 金、863 高技术研究发展计划等的资助下, 有清华大 学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、广东工业大 学、上海大学等科研院所针对微型机器人和微操作系 统进行了大量研究, 并分别研制了原理样机。目前国 内对微型机器人的研究主要集中在三个领域[6] : (1) 面向煤气、化工、发电设备细小管道探测的微型机器 人。(2) 针对人体、进入肠道的无创诊疗微型机器 人。(3) 面向复杂机械系统非拆卸检修的微型机器 人。 1 微型机器人的发展和研究状况 根据国内开展微型机器人研究的实际情况, 我们 着重讨论微型管道机器人、无创伤微型医疗机器人和 特殊作业的微型机器人。 111 微型管道机器人 微管道机器人是基于狭小空间内的应用背景提 出的, 其环境特点是在狭小的管状通道或缝隙行走进 行检测, 维修等作业。由于与常规条件下管内作业环 境有明显不同, 其行走方式及结构原理与常规管道机 器人也不同, 因此按照常规技术手段对管道机器人按 比例缩小是不可行的。有鉴于此, 微型管道机器人的 行走方式应另辟蹊径。近年来随着微电子机械技术的 发展和晶体压电效应和超磁致伸缩材料磁- 机耦合 技术应用的发展, 使新型微驱动器的出现和应用成为 现实。微驱动器的研究成果已成为微管道机器人的重 要发展基础[1] 。 日本名古屋大学研制成一种微型管道机器人, 可 用于细小管道的检测, 在生物医学领域的小空间内作 微小工作。这种机器人可以由管道外面的电磁线圈驱 动, 而无须以电缆供电。日本东京工业大学和NEC 公司合作研究的螺旋式管内移动微机器人, 在直径为 Φ2514mm的直管内它的最大运动速度是260mm/ s , 最 大牵引力是12N。法国Anthierens 等人研制出了适用 于Φ16mm的蠕动式机器人, 此种微型机器人的最大 运动速度为5mm/ s , 负载可达20N , 具有很高的运动 精度, 负载大, 但运动速度较慢且结构复杂。 国内的上海大学和上海交通大学都研制出了惯性 冲击式管道微机器人, 上海交通大学的微机器人采用 层叠型压电驱动器驱动; 上海大学的微机器人驱动器 有层叠型和双压电薄膜两种类型[3] 。图1 所示为双压 电薄膜微小管道机器人其运动机理, 该机器人采用双 压电薄膜驱动器, 相对于单压电薄膜, 增大了驱动 力, 提高了承载能力。该机构的最大移动速度可以达 到15mm/ s , 具有前进、后退、上升和下降功能。 112 微型医疗机器人的发展 近几年来, 医疗机器人技术的研究与应用开发进 展很快, 微型医疗机器人是其中最有发展前途的应用 领域, 据日本科学技术政策研究所预测, 到2017 年 医疗领域使用微型机器和机器人的手术将超过全部 医疗手术的一半。因此日本制定了采用“机器人外科 医生”的计划, 并正在开发能在人体血管中穿行、用 于发现并杀死癌细胞的超微型机器人。美国马里兰州 的约翰·霍普金实验室研制出一种“灵巧药丸”, 实际 上是装有微型硅温度计和微型电路的微型检测装置, 吞入体内, 可以将体内的温度信息发给记录器。瑞典 科学家发明了一种大小如英文标点符号的机器人, 未 来可移动单一细胞或捕捉细菌, 进而在人体内进行各 种手术。 国内的的许多科研院所主要开展了无创伤微型 医疗机器人的研究, 取得了一些成果。无损伤医用机 器人主要应用于人体内腔的疾病医疗, 它可以大大减 轻或消除目前临床上使用的各类窥镜、内注射器、内 送药装置等医疗器械给患者带来的严重不适合及痛 苦。中国科学技术大学在国家自然科学基金的资助下 研制出了基于压电陶瓷驱动的多节蛇行游动腹腔手 术术微型机器人, 该机器人将CCD 摄像系统, 手术 器械及智能控制系统分别安装在微型机器人的端部, 通过开在患者腹部的小口, 伸入腹腔进行手术。其特 点是响应速度快, 运动精度高, 作用力与动作范围 大, 每一节可实现两个自由度方向上±60°范围内迅 捷而灵活的动作, 图2 所示的是利用腹腔手术机器人 进行手术的场景[5] 。浙江大学也研制出了无损伤医用 微型机器人的原理样机, 该微型机器人以悬浮方式进 入人体内腔(如肠道, 食道) , 可避免对人体内腔有 机组织造成损伤, 运行速度快, 速度控制方便。 113 特殊作业微型机器人的发展 除了上述提到的微型管道机器人和无创伤微型 医疗机器人以外, 国内外一些科研工作者广泛开展了 进行特殊作业微型机器人的研究。这种微型机器人配 备相应的传感器和作业装置, 在军事和民用方面具有 非常好的发展前景。 美国国家安全实验室制造出了有史以来世界上 最小的机器人, 这部机器人重量不到28g , 体积为 411cm3 , 腿机构为皮带传送装置, 该机器人可以代替 人去完成许多危险的工作。美国海军发明了一种微型 城市搜救机器人, 该机器人曾在2001 年“9111”事 件发生后的世贸废墟搜救现场大显身手。日本三菱电 子公司、松下东京研究所和Sumitomo 电子公司联合研 制出只有蚂蚁大小的微型机器人, 该机器人可以进入 空间非常狭小的环境从事修理工作, 身体两侧有两个 圆形的连接器可以与其他机器人相连接完成一些特殊 的任务。 由于自然界中的生物具有人类无法比拟的某些机 能, 因此近年来利用自然界生物的运动行为和某些机 能进行机器人设计、实现其灵活控制、受到了机器人 学者的广泛重视。国内已有多所高校和科研院所在开 展微型仿生机器人方面的研究。上海交通大学基于仿 生学原理, 利用六套并联平面四连杆机构、微型直流 电动机及相应的减速增扭机构研制出了微型六足仿生 机器人, 体积微小, 具有良好的机动性。该机器人长 30mm, 宽40mm, 高20mm, 重613 克, 其步行速度达 到3mm/ s[2] 。上海大学也进行了一些微型仿生机器人 的研究工作。 2 微型机器人发展中面临的问题 (1) 驱动器的微型化 微驱动器是MEMS 最主要的部件, 从微型机器人 的发展来看, 微驱动技术起着关键作用, 并且是微机 器人水平的标志, 开发耗能低、结构简单、易于微型 化、位移输出和力输出大, 线性控制性能好, 动态响 应快的新型驱动器(高性能压电元件、大扭矩微马 达) 是未来的研究方向。 (2) 能源供给问题 许多执行机构都是通过电能驱动的, 但是对于微 型移动机器人而言, 供应电能的导线会严重影响微型 机器人的运动, 特别是在曲率变化比较大的环境中。 微型机器人发展趋势应是无缆化, 能量、控制信号以 及检测信号应可以无缆发送、传输。微型机器人要真 正实用化, 必须解决无缆微波能源和无缆数据传输技 术, 同时研究开发小尺寸的高容量电池。 (3) 可靠性和安全性 目前许多正在研制和开发的微型机器人是以医 疗、军事以及核电站为应用背景, 在这些十分重要的 应用场合, 机器人工作的可靠性和安全性是设计人员 必须考虑的一个问题, 因此要求机器人能够适应所处 的环境, 并具有故障排除能力[4] 。 (4) 新型的微机构设计理论及精加工技术 微型机器人和常规机器人相比并不是简单的结 构上比例缩小, 其发展在一定程度上和微驱动器和精 加工技术的发展是密切相关的。同时要求设计者在机 构设计理论上进行创新, 研究出适合微型机器人的移 动机构和移动方式。 (5) 高度自治控制系统 微机器人要完成特定的作业, 其自身定位和环境 的识别能力是关键, 开发微视觉系统, 提高微图象处 理速度, 采用神经网络及人工智能等先进的技术来解 决控制系统的高度自治难题是最终实现实用化的关 键。 3 结论 微机器人还处于实验室理论探索时期, 离实用化 还有相当的距离。存在许多关键的技术没有得到解 决, 这些问题的解决过程中同时会带动许多相关学科 的发展。只有当这些问题解决以后, 微型机器人的实 用化才会成为可能。我们要勇于创新, 抓住这个前沿 课题, 将微型机器人技术应用到国民经济建设发展影 响较大的领域。
数字化家庭是未来智能小区系统的基本单元。所谓“数字化家庭”就是基于家庭内部提供覆盖整个家庭的智能化服务,包括数据通信、家庭娱乐和信息家电控制功能。 数字化家庭设计的一项主要内容是通信功能的实现,包括家庭与外界的通信及家庭内部相关设施之间的通信。从现在的发展来看,外部的通信主要通过宽带接入。intenet,而家庭内部的通信,笔者采用目前比较具有竞争力的蓝牙(bluetootlh)无线接入技术。 传统的数字化家庭采用pc进行总体控制,缺乏人性化。笔者根据人工情感的思想设计一种配备多种外部传感器的智能机器人,将此智能机器人视作家庭成员,通过它实现对数字化家庭的控制。 本文主要就智能机器人在数字化家庭医疗保健方面的应用进行模型设计,在智能机器人与医疗仪器和控制pc的通信采用蓝牙技术。整个系统的成本较低,功能较为全面,扩展应用非常广阔,具有极大的市场潜力。2 智能机器人的总体设计2.1 智能机器人的多传感器系统 机器人智能技术中最为重要的相关领域是机器人的多感觉系统和多传感信息的集成与融合[1],统称为智能系统的硬件和软件部分。视觉、听觉、力觉、触觉等外部传感器和机器人各关节的内部传感器信息融合使用,可使机器人完成实时图像传输、语音识别、景物辨别、定位、自动避障、目标物探测等重要功能;给机器人加上相关的医疗模块(ccd、camera、立体麦克风、图像采集卡等)和专用医疗传感器部件,再加上医疗专家系统就可以实现医疗保健和远程医疗监护功能。智能机器人的多传感器系统框图如图1所示。2.2 智能机器人控制系统 机器人控制系统包含2部分:一是上位机,一般采用pc,它完成机器人的运动轨迹规划、传感器信息融合控制算法、视觉处理、人机接口及远程处理等任务;二是下位机,一般采用多单片机系统或dsp等作为控制器的核心部件,完成电机伺服控制、反馈处理、图像处理、语音识别和通信接口等功能。 如果采用多单片机系统作为下位机,每个处理器完成单一任务,通过信息交换和相互协调完成总体系统功能,但其在信号处理能力上明显有所欠缺。由于dsp擅长对信号的处理,而且对此智能机器人来说经常需要信号处理、图像处理和语音识别,所以采用dsp作为智能机器人控制系统的控制器[2]。 控制系统以dsp(tms320c54x)为核心部件,由蓝牙无线通信、gsm无线通信(支持gprs)、电机驱动、数字罗盘、感觉功能传感器(视觉和听觉等)、医疗传感器和多选一串口通信(rs-232)模块等组成,控制系统框图如图2所示。 (1)系统通过驱动电机和转向电机控制机器人的运动,转向电机利用数字罗盘的信息作为反馈量进行pid控制。(2)采用爱立信(ericsson)公司的rokl01007型电路作为蓝牙无线通信模块,实现智能机器人与上位机pc的通信和与其他基于蓝牙模块的医疗保健仪器的通信。(3)支持gprs的gsm无线通信模块支持数据、语音、短信息和传真服务,采用手机通信方式与远端医疗监控中心通信。(4)由于tms320c54x只有1个串行口,而蓝牙模块、gsm无线模块、数字罗盘和视觉听觉等感觉功能传感器模块都是采用rs一232异步串行通信,所以必须设计1个多选一串口通信模块进行转换处理。当tms320c54x需要蓝牙无线通信模块的数据时通过电路选通;当t~ms320c54x需要某个传感器模块的数据时,关断上次无线通信模块的选通,同时选通该次传感器模块。这样,各个模块就完成了与1~ms320c54x的串口通信。3 主要医疗保健功能的实现智能机器人对于数字化家庭的医疗保健可以提供如下的服务:(1)医疗监护通过集成有蓝牙模块的医疗传感器对家庭成员的主要生理参数如心电、血压、体温、呼吸和血氧饱和度等进行实时检测,通过机器人的处理系统提供本地结果。(2)远程诊断和会诊通过机器人的视觉和听觉等感觉功能,将采集的视频、音频等数据结合各项生理参数数据传给远程医疗中心,由医疗中心的专家进行远程监控,结合医疗专家系统对家庭成员的健康状况进行会诊,即提供望(视频)、闻、问(音频)、切(各项生理参数)的服务[3]。3.1机器人视觉与视频信号的传输机器人采集的视频信号有2种作用:提供机器人视觉;将采集到的家庭成员的静态图像和动态画面传给远程医疗中心。机器人视觉的作用是从3维环境图像中获得所需的信息并构造出环境对象的明确而有意义的描述。视觉包括3个过程:(1)图像获取。通过视觉传感器(立体影像的ccd camera)将3维环境图像转换为电信号。(2)图像处理。图像到图像的变换,如特征提取。(3)图像理解。在处理的基础上给出环境描述。通过视频信号的传输,远程医疗中心的医生可以实时了解家庭成员的身体状况和精神状态。智能机器人根据医生的需要捕捉适合医疗保健和诊断需求的图像,有选择地传输高分辨率和低分辨率的图像。在医疗保健的过程中,对于图像传送有2种不同条件的需求:(1)医生观察家庭成员的皮肤、嘴唇、舌面、指甲和面部表情的颜色时,需要传送静态高清晰度彩色图像;采用的方法是间隔一段时间(例如5分钟)传送1幅高清晰度静态图像。(2)医生借助动态画面查看家庭成员的身体移动能力时,可以传送分辨率较低和尺寸较小的图像,采用的方法是进行合理的压缩和恢复以保证实时性。3.2机器人听觉与音频信号的传输机器人采集的音频信号也有2种作用:一是提供机器人听觉;二是借助于音频信号,家庭成员可以和医生进行沟通,医生可以了解家庭成员的健康状况和心态。音频信号的传输为医生对家庭成员进行医疗保健提供了语言交流的途径。 机器人听觉是语音识别技术,医疗保健智能机器人带有各种声交互系统,能够按照家庭成员的命令进行医疗测试和监护,还可以按照家庭成员的命令做家务、控制数字化家电和照看病人等。 声音的获取采用多个立体麦克风。由于声音的频率范围大约是300hz一3400hz,过高或过低频率的声音在一般情况下是不需要传输的,所以只用传送频率范围在1000hz-3000hz的声音,医生和家庭成员就可以进行正常的交流,从而可以降低传输音频信号所占用的带宽,再采用合适的通信音频压缩协议即可满足实时音频的要求。智能机器人的听觉系统如图3所示。3.3各项生理信息的采集与传输 传统检测设备通过有线方式连到人体上进行生理信息的采集,各种连线容易使病人心情紧张,从而导致检测到的数据不准确。使用蓝牙技术可以很好地解决这个问题,带有蓝牙模块的医疗微型传感器安置在家庭成员身上,尽量使其不对人体正常活动产生干扰,再通过蓝牙技术将采集的数据传输到接收设备并对其进行处理。 在智能机器人上安装1个带有蓝牙模块的探测器作为接收设备,各种医疗传感器将采集到的生理信息数据通过蓝牙模块传输到探测器,探测器有2种工作方式:一是将数据交给智能机器人处理,提供本地结果;二是与internet连接(也可以通过gsm无线模块直接发回),通过将数据传输到远程医疗中心,达到医疗保健与远程监护的目的。视频和音频数据的传输也采用这种方式。智能机器人的数据传输系统如图4所示。4 蓝牙模块的应用4.1蓝牙技术概况 蓝牙技术[4]是用于替代电缆或连线的短距离无线通信技术。它的载波选用全球公用的2.4ghz(实际射频通道为f=2402 k×1mhz,k=0,1,2,…,78)ism频带,并采用跳频方式来扩展频带,跳频速率为1600跳/s。可得到79个1mhz带宽的信道。蓝牙设备采用gfsk调制技术,通信速率为1mbit/s,实际有效速率最高可达721kbit/s,通信距离为10m,发射功率为1mw;当发射功率为100mw时,通信距离可达100m,可以满足数字化家庭的需要。4.2蓝牙模块 rokl01007型蓝牙模块[5]是爱立信公司推出的适合于短距离通信的无线基带模块。它的集成度高、功耗小(射频功率为1mw),支持所有的蓝牙协议,可嵌入任何需要蓝牙功能的设备中。该模块包括基带控制器、无线收发器、闪存、电源管理模块和时钟5个功能模块,可提供高至hci(主机控制接口)层的功能。单个蓝牙模块的结构如图5所示。4.3主,从设备硬件组成 蓝牙技术支持点到点ppp(point-t0-point pro-tocol)和点对多点的通信,用无线方式将若干蓝牙设备连接成1个微微网[6]。每个微微网由1个主设备(master)和若干个从设备(slave)组成,从设备最多为7台。主设备负责通信协议的动作,mac地址用3位来表示,即在1个微微网内可寻址8个设备(互联的设备数量实际是没有限制的,只不过在同一时刻只能激活8个,其中1个为主,7个为从)。从设备受控于主设备。所有设备单元均采用同一跳频序列。 将带有蓝牙模块的微型医疗传感器作为从设备,将智能机器人上的带有蓝牙模块的探测器作为主设备。主从设备的硬件主要包括天线单元、功率放大模块、蓝牙模块、嵌入式微处理器系统、接口电路及一些辅助电路。主设备是整个蓝牙的核心部分,要完成各种不同通信协议之间的转换和信息共享,以及同外部通信之间的数据交换功能,同时还负责对各个从设备的管理和控制。5 结束语 随着社会的进步,经济的发展和人民生活水平的提高,越来越多的人需要家庭医疗保健服务。文中提出的应用于数字化家庭医疗保健服务的智能机器人系统的功能较为全面,且在家用智能机器人、基于蓝牙技术的智能家居和数字化医院等方面的拓展应用非常广阔,具有极大的市场潜力。
摘要: 微型机器人是微电子机械系统的一个重要分支, 由于它能进入人类和宏观机器人所不及的狭小空间内作业, 近几十年来受到了广泛的关注。本文首先给出了近年来国内外出现的几种微型机器人, 在分析了其特点和性能的基础上, 讨论了目前微型机器人研究中所遇到的几个关键问题, 并且指出了这些领域未来一段时间内的主要研究和发展方向。 关键词: 微型机器人; 微驱动器 近年来, 采用MEMS 技术的微型卫星、微型飞行 器和进入狭窄空间的微机器人展示了诱人的应用前 景和军民两用的战略意义。因此, 作为微机电系统技 术发展方向之一的基于精密机械加工微机器人技术 研究已成为国际上的一个热点, 这方面的研究不仅有 强大的市场推动, 而且有众多研究机构的参与。以日 本为代表的许多国家在这方面开展了大量研究, 重点 是发展进入工业狭窄空间微机器人、进入人体狭窄空 间医疗微系统和微型工厂。国内在国家自然科学基 金、863 高技术研究发展计划等的资助下, 有清华大 学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、广东工业大 学、上海大学等科研院所针对微型机器人和微操作系 统进行了大量研究, 并分别研制了原理样机。目前国 内对微型机器人的研究主要集中在三个领域[6] : (1) 面向煤气、化工、发电设备细小管道探测的微型机器 人。(2) 针对人体、进入肠道的无创诊疗微型机器 人。(3) 面向复杂机械系统非拆卸检修的微型机器 人。 1 微型机器人的发展和研究状况 根据国内开展微型机器人研究的实际情况, 我们 着重讨论微型管道机器人、无创伤微型医疗机器人和 特殊作业的微型机器人。 111 微型管道机器人 微管道机器人是基于狭小空间内的应用背景提 出的, 其环境特点是在狭小的管状通道或缝隙行走进 行检测, 维修等作业。由于与常规条件下管内作业环 境有明显不同, 其行走方式及结构原理与常规管道机 器人也不同, 因此按照常规技术手段对管道机器人按 比例缩小是不可行的。有鉴于此, 微型管道机器人的 行走方式应另辟蹊径。近年来随着微电子机械技术的 发展和晶体压电效应和超磁致伸缩材料磁- 机耦合 技术应用的发展, 使新型微驱动器的出现和应用成为 现实。微驱动器的研究成果已成为微管道机器人的重 要发展基础[1] 。 日本名古屋大学研制成一种微型管道机器人, 可 用于细小管道的检测, 在生物医学领域的小空间内作 微小工作。这种机器人可以由管道外面的电磁线圈驱 动, 而无须以电缆供电。日本东京工业大学和NEC 公司合作研究的螺旋式管内移动微机器人, 在直径为 Φ2514mm的直管内它的最大运动速度是260mm/ s , 最 大牵引力是12N。法国Anthierens 等人研制出了适用 于Φ16mm的蠕动式机器人, 此种微型机器人的最大 运动速度为5mm/ s , 负载可达20N , 具有很高的运动 精度, 负载大, 但运动速度较慢且结构复杂。 国内的上海大学和上海交通大学都研制出了惯性 冲击式管道微机器人, 上海交通大学的微机器人采用 层叠型压电驱动器驱动; 上海大学的微机器人驱动器 有层叠型和双压电薄膜两种类型[3] 。图1 所示为双压 电薄膜微小管道机器人其运动机理, 该机器人采用双 压电薄膜驱动器, 相对于单压电薄膜, 增大了驱动 力, 提高了承载能力。该机构的最大移动速度可以达 到15mm/ s , 具有前进、后退、上升和下降功能。 112 微型医疗机器人的发展 近几年来, 医疗机器人技术的研究与应用开发进 展很快, 微型医疗机器人是其中最有发展前途的应用 领域, 据日本科学技术政策研究所预测, 到2017 年 医疗领域使用微型机器和机器人的手术将超过全部 医疗手术的一半。因此日本制定了采用“机器人外科 医生”的计划, 并正在开发能在人体血管中穿行、用 于发现并杀死癌细胞的超微型机器人。美国马里兰州 的约翰·霍普金实验室研制出一种“灵巧药丸”, 实际 上是装有微型硅温度计和微型电路的微型检测装置, 吞入体内, 可以将体内的温度信息发给记录器。瑞典 科学家发明了一种大小如英文标点符号的机器人, 未 来可移动单一细胞或捕捉细菌, 进而在人体内进行各 种手术。 国内的的许多科研院所主要开展了无创伤微型 医疗机器人的研究, 取得了一些成果。无损伤医用机 器人主要应用于人体内腔的疾病医疗, 它可以大大减 轻或消除目前临床上使用的各类窥镜、内注射器、内 送药装置等医疗器械给患者带来的严重不适合及痛 苦。中国科学技术大学在国家自然科学基金的资助下 研制出了基于压电陶瓷驱动的多节蛇行游动腹腔手 术术微型机器人, 该机器人将CCD 摄像系统, 手术 器械及智能控制系统分别安装在微型机器人的端部, 通过开在患者腹部的小口, 伸入腹腔进行手术。其特 点是响应速度快, 运动精度高, 作用力与动作范围 大, 每一节可实现两个自由度方向上±60°范围内迅 捷而灵活的动作, 图2 所示的是利用腹腔手术机器人 进行手术的场景[5] 。浙江大学也研制出了无损伤医用 微型机器人的原理样机, 该微型机器人以悬浮方式进 入人体内腔(如肠道, 食道) , 可避免对人体内腔有 机组织造成损伤, 运行速度快, 速度控制方便。 113 特殊作业微型机器人的发展 除了上述提到的微型管道机器人和无创伤微型 医疗机器人以外, 国内外一些科研工作者广泛开展了 进行特殊作业微型机器人的研究。这种微型机器人配 备相应的传感器和作业装置, 在军事和民用方面具有 非常好的发展前景。 美国国家安全实验室制造出了有史以来世界上 最小的机器人, 这部机器人重量不到28g , 体积为 411cm3 , 腿机构为皮带传送装置, 该机器人可以代替 人去完成许多危险的工作。美国海军发明了一种微型 城市搜救机器人, 该机器人曾在2001 年“9111”事 件发生后的世贸废墟搜救现场大显身手。日本三菱电 子公司、松下东京研究所和Sumitomo 电子公司联合研 制出只有蚂蚁大小的微型机器人, 该机器人可以进入 空间非常狭小的环境从事修理工作, 身体两侧有两个 圆形的连接器可以与其他机器人相连接完成一些特殊 的任务。 由于自然界中的生物具有人类无法比拟的某些机 能, 因此近年来利用自然界生物的运动行为和某些机 能进行机器人设计、实现其灵活控制、受到了机器人 学者的广泛重视。国内已有多所高校和科研院所在开 展微型仿生机器人方面的研究。上海交通大学基于仿 生学原理, 利用六套并联平面四连杆机构、微型直流 电动机及相应的减速增扭机构研制出了微型六足仿生 机器人, 体积微小, 具有良好的机动性。该机器人长 30mm, 宽40mm, 高20mm, 重613 克, 其步行速度达 到3mm/ s[2] 。上海大学也进行了一些微型仿生机器人 的研究工作。 2 微型机器人发展中面临的问题 (1) 驱动器的微型化 微驱动器是MEMS 最主要的部件, 从微型机器人 的发展来看, 微驱动技术起着关键作用, 并且是微机 器人水平的标志, 开发耗能低、结构简单、易于微型 化、位移输出和力输出大, 线性控制性能好, 动态响 应快的新型驱动器(高性能压电元件、大扭矩微马 达) 是未来的研究方向。 (2) 能源供给问题 许多执行机构都是通过电能驱动的, 但是对于微 型移动机器人而言, 供应电能的导线会严重影响微型 机器人的运动, 特别是在曲率变化比较大的环境中。 微型机器人发展趋势应是无缆化, 能量、控制信号以 及检测信号应可以无缆发送、传输。微型机器人要真 正实用化, 必须解决无缆微波能源和无缆数据传输技 术, 同时研究开发小尺寸的高容量电池。 (3) 可靠性和安全性 目前许多正在研制和开发的微型机器人是以医 疗、军事以及核电站为应用背景, 在这些十分重要的 应用场合, 机器人工作的可靠性和安全性是设计人员 必须考虑的一个问题, 因此要求机器人能够适应所处 的环境, 并具有故障排除能力[4] 。 (4) 新型的微机构设计理论及精加工技术 微型机器人和常规机器人相比并不是简单的结 构上比例缩小, 其发展在一定程度上和微驱动器和精 加工技术的发展是密切相关的。同时要求设计者在机 构设计理论上进行创新, 研究出适合微型机器人的移 动机构和移动方式。 (5) 高度自治控制系统 微机器人要完成特定的作业, 其自身定位和环境 的识别能力是关键, 开发微视觉系统, 提高微图象处 理速度, 采用神经网络及人工智能等先进的技术来解 决控制系统的高度自治难题是最终实现实用化的关 键。 3 结论 微机器人还处于实验室理论探索时期, 离实用化 还有相当的距离。存在许多关键的技术没有得到解 决, 这些问题的解决过程中同时会带动许多相关学科 的发展。只有当这些问题解决以后, 微型机器人的实 用化才会成为可能。我们要勇于创新, 抓住这个前沿 课题, 将微型机器人技术应用到国民经济建设发展影 响较大的领域。
机器人是由计算机控制的通过编程具有可以变更的多功能的自动机械,下面是我整理的机器人技术论文,希望你能从中得到感悟!
刍议智能机器人及其关键技术
【摘 要】文章介绍了机器人的定义,阐述了智能机器人研究领域的关键技术,最后展望了智能机器人今后的发展趋势。
【关键词】智能机器人;信息融合;智能控制
一、机器人的定义
自机器人问世以来,人们就很难对机器人下一个准确的定义,欧美国家认为机器人应该是“由计算机控制的通过编程具有可以变更的多功能的自动机械”;日本学者认为“机器人就是任何高级的自动机械”,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。”目前国际上对机器人的概念已经渐趋一致,联合国标准化组织采纳了美国机器人协会(RIA:Robot Institute of America)于1979 年给机器人下的定义:“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。”概括说来,机器人是靠自身动和控制能力来实现各种功能的一种机器。
二、智能机器人关键技术
随着社会发展的需要和机器人应用领域的扩大,人们对智能机器人的要求也越来越高。智能机器人所处的环境往往是未知的、难以预测的,在研究这类机器人的过程中,主要涉及到以下关键技术:
(1)多传感器信息融合。多传感器信息融合技术是近年来十分热门的研究课题,它与控制理论、信号处理、人工智能、概率和统计相结合,为机器人在各种复杂、动态、不确定和未知的环境中执行任务提供了一种技术解决途径。机器人所用的传感器有很多种,根据不同用途分为内部测量传感器和外部测量传感器两大类。内部测量传感器用来检测机器人组成部件的内部状态,包括:特定位置、角度传感器;任意位置、角度传感器;速度、角度传感器;加速度传感器;倾斜角传感器;方位角传感器等。外部传感器包括:视觉(测量、认识传感器)、触觉(接触、压觉、滑动觉传感器)、力觉(力、力矩传感器)、接近觉(接近觉、距离传感器)以及角度传感器(倾斜、方向、姿式传感器)。多传感器信息融合就是指综合来自多个传感器的感知数据,以产生更可靠、更准确或更全面的信息。经过融合的多传感器系统能够更加完善、精确地反映检测对象的特性,消除信息的不确定性,提高信息的可靠性。融合后的多传感器信息具有以下特性:冗余性、互补性、实时性和低成本性。目前多传感器信息融合方法主要有贝叶斯估计、卡尔曼滤波、神经网络、小波变换等。
(2)导航与定位。在机器人系统中,自主导航是一项核心技术,是机器人研究领域的重点和难点问题。导航的基本任务有3点:一是基于环境理解的全局定位:通过环境中景物的理解,识别人为路标或具体的实物,以完成对机器人的定位,为路径规划提供素材;二是目标识别和障碍物检测:实时对障碍物或特定目标进行检测和识别,提高控制系统的稳定性;三是安全保护:能对机器人工作环境中出现的障碍和移动物体作出分析并避免对机器人造成的损伤。机器人有多种导航方式,根据环境信息的完整程度、导航指示信号类型等因素的不同,可以分为基于地图的导航、基于创建地图的导航和无地图的导航3类。根据导航采用的硬件的不同,可将导航系统分为视觉导航和非视觉传感器组合导航。视觉导航是利用摄像头进行环境探测和辨识,以获取场景中绝大部分信息。目前视觉导航信息处理的内容主要包括:视觉信息的压缩和滤波、路面检测和障碍物检测、环境特定标志的识别、三维信息感知与处理。非视觉传感器导航是指采用多种传感器共同工作,如探针式、电容式、电感式、力学传感器、雷达传感器、光电传感器等,用来探测环境,对机器人的位置、姿态、速度和系统内部状态等进行监控,感知机器人所处工作环境的静态和动态信息,使得机器人相应的工作顺序和操作内容能自然地适应工作环境的变化,有效地获取内外部信息。
(3)路径规划。路径规划技术是机器人研究领域的一个重要分支。最优路径规划就是依据某个或某些优化准则(如工作代价最小、行走路线最短、行走时间最短等),在机器人工作空间中找到一条从起始状态到目标状态、可以避开障碍物的最优路径。路径规划方法大致可以分为传统方法和智能方法两种。传统路径规划方法主要有以下几种:自由空间法、图搜索法、栅格解耦法、人工势场法。大部分机器人路径规划中的全局规划都是基于上述几种方法进行的,但这些方法在路径搜索效率及路径优化方面有待于进一步改善。人工势场法是传统算法中较成熟且高效的规划方法,它通过环境势场模型进行路径规划,但是没有考察路径是否最优。智能路径规划方法是将遗传算法、模糊逻辑以及神经网络等人工智能方法应用到路径规划中,来提高机器人路径规划的避障精度,加快规划速度,满足实际应用的需要。其中应用较多的算法主要有模糊方法、神经网络、遗传算法、Q学习及混合算法等,这些方法在障碍物环境已知或未知情况下均已取得一定的研究成果。
(4)机器人视觉。视觉系统是自主机器人的重要组成部分,一般由摄像机、图像采集卡和计算机组成。机器人视觉系统的工作包括图像的获取、图像的处理和分析、输出和显示,核心任务是特征提取、图像分割和图像辨识。而如何精确高效的处理视觉信息是视觉系统的关键问题。目前视觉信息处理逐步细化,包括视觉信息的压缩和滤波、环境和障碍物检测、特定环境标志的识别、三维信息感知与处理等。其中环境和障碍物检测是视觉信息处理中最重要、也是最困难的过程。机器人视觉是其智能化最重要的标志之一,对机器人智能及控制都具有非常重要的意义。目前国内外都在大力研究,并且已经有一些系统投入使用。
(5)智能控制。随着机器人技术的发展,对于无法精确解析建模的物理对象以及信息不足的病态过程,传统控制理论暴露出缺点,近年来许多学者提出了各种不同的机器人智能控制系统。机器人的智能控制方法有模糊控制、神经网络控制、智能控制技术的融合(模糊控制和变结构控制的融合;神经网络和变结构控制的融合;模糊控制和神经网络控制的融合;智能融合技术还包括基于遗传算法的模糊控制方法)等。近几年,机器人智能控制在理论和应用方面都有较大的进展。在模糊控制方面,等人论证了模糊系统的逼近特性,首次将模糊理论用于一台实际机器人。模糊系统在机器人的建模控制、对柔性臂的控制、模糊补偿控制以及移动机器人路径规划等各个领域都得到了广泛的应用。在机器人神经网络控制方面,CMCA(Cere-bella Model Controller Articulation)应用较早的一种控制方法,其最大特点是实时性强,尤其适用于多自由度操作臂的控制。
(6)人机接口技术。智能机器人的研究目标并不是完全取代人,复杂的智能机器人系统仅仅依靠计算机来控制目前是有一定困难的,即使可以做到,也由于缺乏对环境的适应能力而并不实用。智能机器人系统还不能完全排斥人的作用,而是需要借助人机协调来实现系统控制。因此,设计良好的人机接口就成为智能机器人研究的重点问题之一。人机接口技术是研究如何使人方便自然地与计算机交流。为了实现这一目标,除了最基本的要求机器人控制器有1个友好的、灵活方便的人机界面之外,还要求计算机能够看懂文字、听懂语言、说话表达,甚至能够进行不同语言之间的翻译,而这些功能的实现又依赖于知识表示方法的研究。因此,研究人机接口技术既有巨大的应用价值,又有基础理论意义。目前,人机接口技术已经取得了显著成果,文字识别、语音合成与识别、图像识别与处理、机器翻译等技术已经开始实用化。另外,人机接口装置和交互技术、监控技术、远程操作技术、通讯技术等也是人机接口技术的重要组成部分,其中远程操作技术是一个重要的研究方向。
三、总结与展望
机器人是自动化领域的主题之一,人们几十年来对机器人的开发和研究,使机器人技术取得了巨大的进步。随着人工智能、智能控制和计算机技术的发展,机器人的应用领域必将不断扩大,性能不断提高,在未来的生产、生活、科研当中会发挥更重要的作用。
参 考 文 献
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[2]王灏,毛宗源.机器人的智能控制方法[M].北京:国防工业出版社,2002
[3]金周英.关于我国智能机器人发展的几点思考[J].机器人技术与应用.2001(4):5~7
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现如今,随着社会经济发展,机器人开始被广泛应用于各行各业中,替工人进行一些复杂、繁重的体力劳动,能减轻人们的工作负担。下面是由我整理的工业机器人技术论文 范文 ,希望能对大家有所帮助!工业机器人技术论文范文篇一:《浅谈工业机器人在工业生产中的应用》 工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。就工业机器人在工业生产中的应用进行探讨。 关键词:工业机器人 应用 工业 1 引言 工业机器人最早应用于汽车制造工业,常用于焊接,喷漆,上、下料和搬运。工业机器人延伸和扩大了人的手、足和大脑功能,它可代替人从事危险、有害、有毒、低温和高热等恶劣环境中的工作;代替人完成繁重、单调的重复劳动,提高劳动生产率,保证产品质量。工业机器人与数控加工中心、自动搬运小车以及自动检测系统可组成柔性制造系统和计算机集成制造系统,实现生产自动化。 2 工业机器人的主要运用 (1)恶劣工作环境及危险工作军事领域及核工业领域有些作业是有害于人体健康并危及生命,或不安全因素很大而不宜由人去做的作业,用工业机器人去做最合适。例如核工厂设备的检验和维修机器人,核工业上沸腾水式反应堆燃料自动交换机。 (2)特殊作业场合和极限作业火山探险、深海探密和空间探索等领域对于人类来说是力所不能及的,只有机器人才能进行作业。如航天飞机上用来回收卫星的操作臂;用于海底采矿和打捞的遥控海洋作业机器人。 (3)自动化生产领域早期的工业机器人在生产上主要用于机床上、下料,点焊和喷漆。用得最多的制造工业包括电机制造、汽车制造、塑料成形、通用机械制造和金属加工等工业。随着柔性自动化的出现,机器人在自动化生产领域扮演了更重要的角色。下面主要针对工业机器人在自动化生产领域的应用进行简单介绍。 焊接机器人 点焊机器人工业机器人首先应用于汽车的点焊作业,点焊机器人广泛应用于焊接车体薄板件。装焊一台汽车车体一般大约需要完成3000~4000个焊点,其中60%是由点焊机器人来完成的。在有些大批量汽车生产线上,服役的点焊机器人数量甚至高达150多台。 点焊机器人主要性能要求:安装面积小,工件空间大;快速完成小节距的多点定位;定位精度高(土0 .25 mm ),以确保焊接质量;持重大(490~980N ) ,以便携带内装变压器的焊钳;示教简单,节省工时。 弧焊机器人 弧焊机器人应用于焊接金属连续结合的焊缝工艺,绝大多数可以完成自动送丝、熔化电极和气体保护下进行焊接工作。弧焊机器人应用范围很广,除汽车行业外,在通用机械、金属结构等许多行业中都有应用。弧焊机器人应是包括各种焊接附属装置在内的焊接系统,而不只是一台以规划的速度和姿态携带焊枪移动的单机。如图1所示为弧焊机器人的基本组成。适合机器人应用的弧焊 方法 主要有惰性握体保护焊、混合所体保护焊、埋弧焊和等离子弧焊接。 1-机器人控制柜2-焊接电源3-气瓶4-气体流量计5-气路6-焊丝轮7-柔性导管8-弧焊机器人9-送丝机器人10-焊枪11-工件电缆12-焊接电缆13-控制电缆 图1 弧焊机器人系统的基本组成 弧焊机器人的主要性能要求:在弧焊作业中,要求焊枪跟踪工件的焊道运动,并不断填充金属形成焊道。因此,运动过程中速度的稳定性和轨迹是两项重要指标,一般情况下,焊接速度约取5~50 mm/s ,轨迹精度约为.2 ~ ) mm;由于焊枪的姿态对焊缝质量也有一定影响,因此希望在跟踪焊道的同时,焊枪姿态的可调范围尽量大。此外,还有一些其他性能要求,这些要求包括:设定焊接条件(电流、电压、速度等)、抖动功能、坡口填充功能、焊接异常检测功能(断弧、工件熔化)及焊接传感器(起始焊点检测,焊道跟踪)的接口功能。 喷漆机器人 喷漆机器人广泛应用于汽车车体、家电产品和各种塑料制品的喷漆作业。喷漆机器人在使用环境和动作要求上有如下特点: (1)工作环境空气中含有易爆的喷漆剂蒸气; (2)沿轨迹高速运动,途经各点均为作业点; (3)多数被喷漆部件都搭载在传送带上,边移动边喷漆。如图2所示为关节式喷漆机器人。 搬运机器人 随着计算机集成制造技术、物流技术、自动仓储技术的发展,搬运机器人在现代制造业中的应用也越来越广泛。机器人可用于零件的加工过程中,物料、工辅量具的装卸和储运,可用来将零件从一个输送装置送到另一个输送装置,或从一台机床上将加工完的零件取下再安装到另一台机床上去。 装配机器人 装配在现代工业生产中占有十分重要的地位。有关资料统计表明,装配劳动量占产品生产劳动量的50%~60%,在有些场合,这一比例甚至更高。例如,在电子器件厂的芯片装配、电路板的生产中,装配劳动量占产品生产劳动量的70 %~80%。因此,用机器人来实现自动化装配作业是十分重要的。 机器人柔性装配系统 机器人正式进入装配作业领域是在“机器人普及元年”的1980年前后,引人装配作业的机器人在早期主要用来代替装配线上手工作业的工序,随后很快出现了以机器人为主体的装配线。装配机器人的应用极大地推动了装配生产自动化的进展。装配机器人建立的柔性自动装配系统能自动装配中小型、中等复杂程度的产品,如电机、水泵齿轮箱等,特别适应于中小批量生产的装配,可实现自动装卸、传送、检测、装配、监控、判断、决策等机能。 机器人柔性装配系统通常以机器人为中心,并有诸多周边设备,如零件供给装置、工件输送装置、夹具、涂抹器等与之配合,此外还常备有可换手等。但是如果零件的种类过多,整个系统将过于庞大,效率降低,这是不可取的。在机器人柔性装配系统中,机器人的数量可根据产量选定,而零件供给装置等周边设备则视零件和作业的种类而定。因此,和装配线比较,产量越少,机器人柔性装配系统的投资越大。 3 结束语 工业机器人是以机械、电子、电子计算机和自动控制等学科领域的技术为基础,融合而成的一种系统技术;也可说是一门知识、技术密集的,多学科交叉的综合化的高新技术。随着这些相关学科技术的进步和发展,工业机器人技术也一定会到迅速发展和提高。 工业机器人技术论文范文篇二:《探讨工业机器人的发展趋势》 摘 要 随着社会经济发展,机器人开始被广泛应用于各行各业中,替工人进行一些复杂、繁重的体力劳动。目前,机器人是一种制造业与自动化设备中的典型代表,这将会是人造机器的“终极”版。它的应用已经涉及信息化、自动化、智能化、传感器与知识化等多个学科和领域,这是目前,是我国乃至世界高新技术成果的最佳集成,因此,它的发展是与许多学科的发展有着密切的联系。以现在的发展趋势来看,工业机器人的应用范围越来越广泛,同时在技术操作中,他也变得越来越标准化、规范化,提高工业机器人的安全性。另一方面,工业机器人发展越来越微型化、智能化,在人类生活中应用越来越广泛。 关键词 工业机器人 智能化 应用领域 安全性 随着社会复杂的需求,工业机器人在应用领域中越来越广泛。一方面,工业机器人被广泛应用于工业生产中,代替工人危险、复杂、单调的长时间的作业,例如在机械加工、压力铸造、塑料制品成形及金属制品业等各种工序上,同时还应用于原子能工业等高危险的部门,这已经在发达国家中应用比较广泛。另一方面,工业机器人在其他的领域应用也比较多,随着科学技术的飞速发展,提高了工业机器人的使用性能和安全性能,其应用的范围越来越广泛,应用的范围已经突破了工业,尤其在医疗业中应用比较好。 一、工业机器人的发展历程 第一代机器人,一般指工业上大量使用的可编程机器人及遥控操作机。可编程机器人可根据操作人员所编程序完成一些简单重复性作业。遥控操作机制每一步动作都要靠操作人员发出。1982年,美国通用汽车公司在装配线上为机器人装备了视觉系统,从而宣告了第二代机器人―感知机器人的问世。这代机器人,带有外部传感器,可进行离线编程。能在传感系统支持下,具有不同程度感知环境并自行修正程序的功能。第三代机器人为自治机器人,正在各国研制和发展。它不但具有感知功能,还具有一定决策和规划能力。能根据人的命令或按照所处环境自行做出决策规划动作即按任务编程。 我国机器人研究工作起步较晚,从“七五”开始国家投入资金,对工业机器及其零部件进行攻关,完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发和研制。1986 年国家高技术研究发展计划开始实施,智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿,经过几年的研究,取得了一大批科研成果,成功地研制出了一批特种机器人。 我国工业机器人起步于70年代初期,经过30多年的发展,大致经历了3个阶段:70年代的萌芽期,80年代的开发期和90年代的适用化期。 上世纪70年代是世界科技发展的一个里程碑:人类登上了月球,实现了金星、火星的软着陆。我国也发射了人造卫星。世界上工业机器人应用掀起一个高潮,尤其在日本发展更为迅猛,它补充了日益短缺的劳动力。在这种背景下,我国于1972年开始研制自己的工业机器人。 进入80年代后,在高技术浪潮的冲击下,随着改革开放的不断深入,我国机器人技术的开发与研究得到了政府的重视与支持。“七五”期间,国家投入资金,对工业机器人及其零部件进行攻关,完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发,研制出了喷涂、点焊、弧焊和搬运机器人。1986年国家高技术研究发展计划(863计划)开始实施,智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿,经过几年的研究,取得了一大批科研成果,成功地研制出了一批特种机器人。 从90年代初期起,中国的国民经济进入实现两个根本转变时期,掀起了新一轮的经济体制改革和技术进步热潮,我国的工业机器人又在实践中迈进一大步,先后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的工业机器人,并实施了一批机器人应用工程,形成了一批机器人产业化基地,为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。 我国工业机器人经过“七五”攻关计划、“九五”攻关计划和863计划的支持已经取得了较大进展,工业机器人市场也已经成熟,应用上已经遍及各行各业。 我国未来工业机器人技术发展的重点有:第一,危险、恶劣环境作业机器人:主要有防暴、高压带电清扫、星球检测、油汽管道等机器人;第二,医用机器人:主要有脑外科手术辅助机器人,遥控操作辅助正骨等;第三,仿生机器人:主要有移动机器人,网络遥控操作机器人等。其发展趋势是智能化、低成本、高可靠性和易于集成。 二、工业机器人的发展趋势 机器人是先进制造技术和自动化装备的典型代表,是人造机器的“终极”形式。它涉及到机械、电子、自动控制、计算机、人工智能、传感器、通讯与网络等多个学科和领域,是多种高新技术发展成果的综合集成,因此它的发展与众多学科发展密切相关。当今工业机器人的发展趋势主要有:一是工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修),而单机价格不断下降。二是机械结构向模块化可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化;有关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人。三是工业机器人控制系统向基于 PC机的开放型控制器方向发展,便于标准化,网络化;器件集成度提高,控制柜日渐小巧,采用模块化结构,大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。四是机器人中的传感器作用日益重要,除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外,视觉、力觉、声觉、触觉等多传感器的融合技术在产品化系统中已有成熟应用。五是机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来这种新型装置已成为国际研究的 热点 之一,纷纷探索开拓其实际应用的领域。 总体趋势是,从狭义的机器人概念向广义的机器人技术概念转移,从工业机器人产业向解决方案业务的机器人技术产业发展。机器人技术的内涵已变为 灵活应用机器人技术的、具有实际动作功能的智能化系统。机器人结构越来越灵巧,控制系统愈来愈小,其智能也越来越高,并正朝着一体化方向发展。 三、我国工业机器人发展面临的挑战与前景 我国工业底子薄,工业机器人发展一直处于一个初步发展阶段,虽然我国从上个世纪70年代开始研发工业机器人,但是技术力量不足与西方国家的技术封锁,对此,在发展过程中,存在着比较多的问题。细分起来,有如下几点: 首先,我国基础零部件制造能力差。虽然我国在相关零部件方面有了一定的基础,但是无论从质量、产品系列全面,还是批量化供给方面都与国外存在较大的差距。特别是在高性能交流伺服电机和精密减速器方面的差距尤其明显,因此造成关键零部件的进口,影响了我国机器人的价格竞争力。 第二,我国的机器人还没有形成自己的品牌。虽然已经拥有一批企业从事机器人的开发,但是都没有形成较大的规模,缺乏市场的品牌认知度,在机器人市场方面一直面临国外机器人品牌的打压。国外机器人作为成熟的产业采用整机降价,吸引国内企业购买,而在后续的维护备件费用很高的策略,逐步占领中国市场。 第三,认识不到位,在鼓励工业机器人产品方面的政策少。工业机器人的制造及应用水平,代表了一个国家的制造业水平,我们必须从国家高度认识发展中国工业机器人产业的重要性,这是我国从制造大国向制造强国转变的重要手段和途径。□ 参考文献: [1]任俊.面向熔射快速制模的机器人辅助曲面自动抛光系统的研究.华中科技大学,2006年. [2]钟新华,蔡自兴,邹小兵.移动机器人运动控制系统设计及控制算法研究.华中科技大学学报(自然科学版),2004年S1期. [3]张中英.基于遗传算法的机器人神经网络控制系统.太原理工大学,2005年. [4]李磊,叶涛,谭民,陈细军.移动机器人技术研究现状与未来.机器人,2002年05期. [5]杜玉红,李修仁.生产线组装单元气动搬运机械手的设计.液压与气动,2006年05期. [6]徐晓峰.基于串行通信技术的机器人实时控制研究.南京林业大学,2005年. 工业机器人技术论文范文篇三:《试论工业机器人机电一体化》 1机电一体化技术的应用现状 工业机器人。 工业机器人的出现在一定程度上可替代人的劳动,对于高辐射、高噪声污染、高浓度有害气体的工作场合来说,工业机器人是一个理想的选择。工业机器人的发展经历了三个阶段,第一代工业机器人智能化程度较低,只能通过预设的程序进行简单的重复动作,无法应对多变的工作环境和工作岗位。随着科技的发展,在第一代机器人的基础上通过各种传感器的应用使其可通过对环境信息的获取、分析、处理并反馈给动作单元,从而进行一些适应性的工作,这种机器人虽然智能化程度较低,但已经在一些特定的领域得以成功应用。在机电一体化技术相对成熟的今天,第三代机器人的智能化水平已经得到了较大的提升,其可以通过强大的传感原件收集信息数据,并根据实际情况作出类似于人脑的判断,因此可以在多种环境下进行独立作业,但成本较高,在一定程度上限制了实际应用。 分布式控制系统。 分布式控制系统是相对于集中式控制系统而言的,是通过一台中央计算机对负责现场测控的多台计算机进行控制和指挥,由于其强大的功能和安全性,使其成为当前大型机电一体化系统的主流技术。根据实际情况分布式控制系统的层级可分为两级、三级或更多级,通过中央计算机完成对现场生产过程的实时监控、管理和操作控制等,同时,随着测控技术的不断发展与创新,分布式控制系统还可以对生产过程实现实时调度、在线最优化、生产计划统计管理等功能,成为一种集测、控、管于一体的综合系统,具有功能丰富、可靠性高、操作方便、低故障率、便于维护和可扩展等优点,因此使系统的可靠性大幅提高。 2机电一体化技术的发展趋势 人工智能化。 人工智能就是使工业机器人或数控机床模拟人脑的智力,使其在生产过程中具备一定的推理判断、 逻辑思维 和自主决策的能力,可大幅提升工业生产过程的自动化程度,甚至实现真正的无人值守,对于降低人力成本,提高加工精度和工作效率具有十分重要的意义。目前,人工智能已经不只是停留在概念上,因此可预见机电一体化技术将向着人工智能化的方向发展。虽然以当前的科学技术水平不可能使机器人或数控机床完全具备人类的思维模式和智力特点,但在工业生产中,使这些机电一体化设备具备部分人类的职能是完全可以通过先进的技术达到的。 网络化。 网络技术 的发展给机电一体化设备远程监视和远程控制提供了便利条件,因此,将网络技术与机电一体化技术结合起来将是机电一体化技术发展的重点。在生产过程中,操作人员需要在车间内来回走动,对设备的状态进行掌握,并对机床的操作面板进行操作,通过在机电一体化设备与控制终端之间建立通信协议,并通过光纤等介质实现信息数据的传递,即可实现远程监视和操作,降低工人的劳动量,并且各种控制系统功能的实现,理论上来说都是建立在网络技术基础上的。 环保化。 在人类社会发展的最近几十年里,虽然经济得到了迅猛的发展,人们生活水平得到了显著的提高,然而以牺牲资源和环境为代价的发展模式使得人类赖以生存的环境遭到严重的污染,因此,在可持续发展战略提出的今天,发展任何技术都应当以对环境友好作为前提,否则就是没有前途的,故环保化是机电一体化技术发展的必然趋势。在机电一体化应用过程中,通过对资源的高效利用,并在制造过程中做到达标排放甚至零排放,产品在使用过程中对生态环境不造成影响,即便报废后也可对其进行有效回收利用,这就是机电一体化技术环保化的具体表现形式,符合可持续发展的要求。 模块化。 由于机电一体化装置的制造商较多,为降低系统升级改造的成本,并为维修提供便利,模块化将是一个非常有前途的研究方向。通过对功能单元进行模块化改造,可在需要增加或改变功能时直接将对应的功能模块进行组装或更换,即便出现故障,只需将损害的模块进行更换即可,工作效率极高,通用性的增强为企业节约了大量的成本。 自带能源化。 机电一体化对电力的要求较高,如果没有充足的电能供应就会影响生产效率,甚至由于停电造成数据的丢失等,因此通过设备自带动力能源系统可始终保持充足的电力供应,使系统运行更流畅。 3结语 综上所述,机电一体化技术的应用可使产品的生产效率和精度大幅提高,在当前工业生产中具有较大的技术优势,相信随着科技的发展,机电一体化技术水平也会不断提高,为工业生产做出更大贡献。 猜你喜欢: 1. 初三机器人科学论文2000字 2. 工业智能技术论文 3. 传感器技术论文范文 4. 机器人科技论文3000字 5. 初三智能机器人科技论文2000字 6. 人工智能机器人的相关论文
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