機器人快換裝置設計計算過程

A. 一台移動的小型機器人有哪些結構

到目前為止，地面移動機器人的行駛機構主要分為履帶式、腿式和輪式三種。這三種行駛機構各有其特點[2]。

（1）履帶

履帶最早出現在坦克和裝甲車上，後來出現在某些地面行駛的機器人上，它具有良好的穩定性能、越障性能和較長的使用壽命，適合在崎嶇的地面上行駛，但是當地面環境惡劣時，履帶很快會被磨損甚至磨斷，沉重的履帶和繁多的驅動輪使得整體機構笨重不堪，消耗的功率也相對較大。此外，履帶式機構復雜，運動分析及自主控制設計十分困難。

（2）腿式

腿式機構具有出色的越野能力，曾經得到機器人專家的廣泛重視，取得了較大的成果。根據腿的數量分類，有三腿、四腿、五腿和六腿等各種行駛結構。這里我們簡單介紹一種典型的六腿機構。

一般六腿機構都採用變換支撐腿的方式，將整體的重心從一部分腿上轉移到另一部分腿上，從而達到行走的目的。行走原理為:靜止時，由六條腿支撐機器人整體。需要移動時，其中三條腿抬起成為自由腿(腿的端點構成三角形)，機器人的重心便以諶條支撐腿上，然後自由腿向前移動，移動的距離和方位由計算機規劃，但必須保證著地時自由腿的端點構成三角形。最後支撐腿向前移動，重心逐漸由支撐腿過渡到自由腿，這時自由腿變成支撐腿，支撐腿變成自由腿，從而完成一個行走周期。

腿式機器人特別是六腿機器人，具有較強的越野能力，但結構比較復雜，而且行走速度較慢。

（3）輪式

輪式機器人具有運動速度快的優點，只是越野性能不太強。現在的許多輪式己經不同於傳統的輪式結構，隨著各種各樣的車輪底盤的出現，實現了輪式與腿式結構相結合，具有與腿式結構相媲美的越障能力。如今人們對機器人機構研究的重心也隨之轉移到輪腿結合式機構上來了。

本文設計的移動機器人不僅要求具有一般輪式機器人移動速度快、控制簡單的特點，還要具有較好的越障能力，因此本文選擇輪腿式相結合的輪腿機構作為行駛機構。

2.1.2 驅動形式的選擇

驅動部分是機器人系統的重要組成部分，機器人常用的驅動形式主要有液壓驅動、氣壓驅動、電氣驅動三種基本類型[3]。

（1）液壓驅動

液壓驅動是以高壓油作為介質，體積較氣壓驅動小，<率質量比大，驅動平穩，且系統的固有效率高，快速性好，同時液壓驅動調速比較簡單，能在很大范圍實現無級調速。但由於壓力高，總是存在漏油的危險，這不僅影響工作穩定性和定位精度，而且污染環境，所以需要良好的維護，以保證其可靠性。液壓驅動比電動機的優越性就是它本身<安全性，由於電動機存在著電弧和引爆的可能性，要求在易爆區域中所帶電壓不超過9V，但液壓系統不存在電弧問題。

（2）氣壓驅動

在所有的驅動方式中，氣壓驅動是最簡單的。使用壓力通常在0.4～0.6Mpa，最高可達1Mpa。用氣壓伺服實現高精度是困<的，但在滿足精度的場合下，氣壓驅動在所有的機器人驅動形式中是質量最輕、成本最低的。氣壓驅動主要優點是氣源方便，驅動系統具有緩沖作用，結構簡單，成本低，可以在高溫、粉塵等惡劣的環境中工作。其缺點是：功率質量比小，裝置體積大，同時由於空氣的可壓縮性使得機器人<任意定位時，位姿精度不高。

（3）電氣驅動

電氣驅動是利用各種電機產生的力或轉矩，直接或經過減速機構去驅動負載，減少了由電能變為壓力能的中間環節，直接獲得要求的機器人運動。電氣驅動是目前機器人是用得最多的一種驅動方式。其特點是易於控制，運動精度高，響應快，使用方便，驅動力較大，信號監測、傳遞、處理方便，成本低廉，驅動效率高，不污染環境，可以採用多種靈活的控制方案。

B. 工具快換裝置能快速裝卸機器人的末端操作器嗎

工具快換裝置是可以快速裝卸機器人的末端操作器。

機器人工具快換裝置使單個機器人能夠在製造和裝備過程中交換使用不同的末端執行器以增加柔性，被廣泛應用於自動點焊、弧焊、材料抓舉、沖壓、檢測、卷邊、裝配、材料去除、刺清理、包裝等操作，具有生產線更換快速、有效降低停I時間等多種優勢。

C. 末端執行器的位姿是由哪兩部分變數構成的

末端執行器的位姿是由姿態與位置兩部分變數構成的。

末端執行器包含機器人抓手，機器人工具快換裝置，機器人碰撞感測器，機器人旋轉連接器，機器人壓力工具，機器人噴塗槍，機器人毛刺清理工具，機器人弧焊焊槍，機器人電焊焊槍等等。

機器人手爪是未端執行器的一種形式，機器人未端執行器是安裝在機器人手腕上用來進行某種操作或作業的附加裝置。

末端執行器設計要求：

無論是夾持式還是吸附式，機器人的末端執行器還需要有滿足作業所需要的重復精度。應該盡可能的使機器人末端執行器的結構簡單並且且緊湊，質量輕，以減輕手臂的負荷。專用較通用的機器人末端執行器結構較簡單，但工作效率高，而且能夠完成各種作業。

而對於「萬能」末端執行器來說可能會帶來結構較復雜，費用昂貴等缺點，因此提倡設計使用可快速更換的系列化的且通用化的專用機器人末端執行器。

D. 多功能工業機器人如何實現多功能

可以通過換槍盤切換不同的裝夾具或焊槍實現
上海橋田智能設備有限公司是一家專注於機器人工具快換裝置，換槍盤和工業自動化智能設備的高科技製造型企業。是國內唯一掌握機器人工具快換裝置，換槍盤核心技術，並批量生產機器人工具快換裝置，換槍盤的企業。其機器人工具快換裝置，換槍盤已被國際主流機器人公司和國內知名企業集團廣泛應用。

E. 機器人自動換槍裝置(一帶三)是什麼意思

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堅守那一絲溫柔 1 
2016-3-17

操作

機器人工具快換裝置
1.別名：機器人夾具快換器；機器人換槍盤；機器人末端執行器；機器人快換接頭；機器人工具快換
2.產品說明：
機器人工具快換由兩部分組成，分別稱為主盤和工具盤，兩部分的設計可以自動鎖緊連接同時可以連通和傳遞例如電信號、氣體、水等等介質。大多數的機器人連接器使用氣體鎖緊主盤和工具盤。機器人工具快換裝置為自動更換工具並連通各種介質提供了極大的柔性。工具快換裝置的主盤安裝在一台機器人上，CNC設備上或者其他結構上。工具盤安裝在工具上，例如抓具、焊槍或毛刺清理工具等。機器人工具快換裝置也被稱為自動工具快換裝置（Tool Changer）、機器人工具快換、機器人連接器、機器人連接頭等等
3.優點：
1. 生產線更換可以在數秒內完成； 
2. 維護和修理工具可以快速更換，大大降低停工時間； 
3. 通過在應用中使用1個以上的末端執行器，從而使柔性增加； 
4. 使用自動交換單一功能的末端執行器，代替原有笨重復雜的多功能工裝執行器。

F. 中國製造2025在機器人領域的重點有些什麼

工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器人，是自動執行工作的機器裝置，是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的機器。它可以接受人類指揮，也可以按照預先編排的程序運行，現代的工業機器人還可以根據人工智慧技術制定的原則綱領行動。

工業機器人的典型應用包括焊接、刷漆、組裝、採集和放置（例如包裝、碼垛和SMT）、產品檢測和測試等，具有高效性、持久性、高效率和准確性。

工業機器人是先進製造業的關鍵支撐裝備。大力發展工業機器人產業，對於打造中國製造新優勢，推動工業轉型升級，加快製造強國建設具有重要意義。

發展工業機器人，要重點打造四種基本能力，五種關鍵零部件，六種標志性產品。

四項基礎能力

一、機器人共性關鍵技術

在工業領域，共性關鍵技術大致可分為兩類：

1.工業機器人關鍵技術：重點突破高性能工業機器人工業設計、運動控制、精確參數辨識補償、協同作業與調度、示教/編程等關鍵技術。

2.新一代機器人技術：重點開展人工智慧、機器人深度學習等基礎前沿技術研究，突破機器人通用控制軟體平台、人機共存、安全控制、高集成一體化關節、靈巧手等核心技術。

為加強共性關鍵技術研究，《機器人產業發展規劃（2016－2020年）》強調，針對智能製造和工業轉型升級對工業機器人的需求，重點突破制約我國機器人發展的共性關鍵技術。積極跟蹤機器人未來發展趨勢，提早布局新一代機器人技術的研究。

二、機器人創新中心

《機器人產業發展規劃（2016－2020年）》強調，充分利用和整合現有科技資源和研發力量，組建面向全行業的機器人創新中心，打造政產學研用緊密結合的協同創新載體。

重點圍繞人工智慧、感知與識別、機構與驅動、控制與交互等，開展基礎和共性關鍵技術研究，深入開展高端製造業領域的前沿基礎研究和應用基礎研究，推進科技成果的轉移擴散和商業化應用，強化國際交流與合作，培養機器人專業研發設計人才。

三、機器人產業標准

《機器人產業發展規劃（2016－2020年）》強調，要發揮企業參與制修訂標準的積極性，研究制訂一批機器人國家標准、行業標准和團體標准，主要包括機器人用RV減速機通用技術條件等通用技術標准、機器人整機電磁兼容技術要求和試驗方法等檢測標准、工業機器人編程和操作圖形用戶介面等通信控制標准、設計平台標准和噴塗機器人系統應用規范等應用標准。

四、國家機器人檢測與評定中心

《機器人產業發展規劃（2016－2020年）》強調，建立並完善以國家機器人檢測與評定中心為代表的機器人檢驗與認證機構，面向機器人整機及關鍵功能部件兩方面內容開展檢測與評定工作。

整機性能評價包括：安全、性能、環境適應性、噪音水平、電磁兼容性、可靠性及測控軟體評價等；

功能部件檢測評定包括：零件質量、零部件安全及性能、雜訊、環境適應性、材質和介面等。

五種關鍵零部件

一、高精密減速器

精密減速器，在機械傳動領域是連接動力源和執行機構之間的中間裝置，通常它把電動機、內燃機等高速運轉的動力通過輸入軸上的小齒輪，嚙合輸出軸上的大齒輪，從而達到降低轉速，增加轉矩的目的。

沒有減速器，機器人關節臂就不能正常運轉。

精密減速機根據精度可分為標准精度和高精度；根據用途可分為軍用和民用；根據運行的環境可分為標准環境、低溫環境、清潔室環境和真空環境。

目前國際上具備大規模生產能力且產品性能可靠的RV減速器製造企業較少，全球絕大多數市場份額已被日本企業占據。國產減速器價格雖然便宜，供貨期短，但產品性能與國外產品存在較大差距。因此，國產減速器大多隻能供給中、低端機器人使用，無法滿足高端機器人市場需求。

為此，《機器人發展規劃》明確，通過發展高強度耐磨材料技術、加工工藝優化技術、高速潤滑技術、高精度裝配技術、可靠性，探索壽命檢測技術以及新型傳動機理，發展適合機器人應用的高效率、低重量、長期免維護的系列化減速器。

二、高性能機器人專用伺服電機和驅動器

伺服電機作為控制系統中的執行元件，是影響機器人工作性能的主要因素之一。機器人伺服系統由伺服電機、伺服驅動器、指令機構三大部分構成，伺服電機是執行機構，就是靠它來實現運動的，伺服驅動器是伺服電機的功率電源，指令機構是發脈沖或者給速度用於配合伺服驅動器正常工作的。

目前，高啟動轉矩、大轉矩、低慣量的交、直流伺服電動機在工業機器人中得到廣泛的應用。國產伺服電機在以下方面仍需突破：

一是外形普遍較長，外觀粗糙，很難應用在一些高檔機器人上面。

二是信號接插件的可靠性需要改進，而且需要朝小型化、高密度化以及與伺服電機本體的集成設計的方向優化，方便安裝、調試、更換。

三是另一項核心技術——高精度的編碼器，尤其機器人上用的多圈絕對值編碼器，嚴重依賴進口，是制約我國高檔機器人發展的很大瓶頸。

四是缺失基礎性研究，包括絕對值編碼器技術、高端電機的產業化製造技術等等。

五是伺服系統各部分產業協同不夠，導致伺服電機和驅動系統整體性能難以發揮。

伺服電機不僅直接關乎國內機器人企業的市場競爭力，長遠來看，對於整個中國機器人產業的發展具有戰略意義。為此《機器人發展規劃》特別強調，通過高磁性材料優化、一體化優化設計、加工裝配工藝優化等技術的研究，提高伺服電機的效率，降低功率損失，實現高功率密度。發展高力矩直接驅動電機、盤式中空電機等機器人專用電機。

三、高速高性能控制器

指揮機器人工作的是人類嗎？不，是控制器。工業機器人控制器主要控制機器人在工作空間中的運動位置、姿態和軌跡，操作順序及動作的時間等。

控制器是發布命令的「決策機構」，是自動化工廠的大腦。掌握控制器的主導權，相當於控制了機器人的性能。在中國，四大家族的控制器市場佔比為53%，其中，發那科佔比16%，庫卡佔比14%，ABB機器人佔比12%。而國產品牌控制器市場佔比不及16%，可見在中國控制器領域，國產程度較低。

目前國產控制器市場主要存在以下問題：

1、國產控制器可控制的機器人類型齊全，但在操作精度、穩定性、響應速度、易用性等方面還有很大的進步空間。

2、機器人本體和零部件綁定效應強，一般成熟的機器人企業都能實現本體和核心零部件的自主研發和掌控，因此，國產單純做控制器的企業難以突圍。

3、國產控制器性價比高，這個既是優勢也是劣勢，優勢是可佔領對機器人精度要求不高的中低端市場和新興領域；劣勢主要表現在對於高端市場，道阻且長。

為此，《機器人發展規劃》特別強調，通過高性能關節伺服、振動抑制技術、慣量動態補償技術、多關節高精度運動解算及規劃等技術的發展，提高高速變負載應用過程中的運動精度，改善動態性能。發展並掌握開放式控制器軟體開發平台技術，提高機器人控制器可擴展性、可移植性和可靠性。

四、感測器

感測器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，並將其按一定規律轉換成電信號或者其他可供測量的信號輸出，以滿足信息傳輸、處理、儲存、顯示、記錄、控制等要求。

工業機器人的准確操作取決於對其自身狀態、操作對象及作業環境的准確認識，這種認識正是通過感測器實現的。

由於行業起步晚、競爭壓力大，我國感測器發展依然面臨三大困境。

首先是關鍵技術尚未突破。感測器的設計技術囊括了多種學科、理論、材料和工藝知識，突破起來十分困難，目前，在人才匱乏、研發成本高昂、企業惡性競爭激烈的情況下，我國還沒有突破感測器一些共性關鍵技術。

其次是產業化能力不足。國內感測器產品不配套且不成系列，重復生產、惡性競爭多發，使得產品可靠性較差、低端偏移較為嚴重，只能長期依賴國外進口。

再次是資源不集中。目前我國感測器企業有1600餘家，但大都以小微企業為主，盈利能力不強，缺乏技術引領的龍頭企業，最終導致資金、技術、企業布局、產業結構、市場等方面都變現出分散的狀態，資源得不到有效集中，產業發展也遲遲無法走向成熟。

為此，《機器人發展規劃》特別強調重點開發關節位置、力矩、視覺、觸覺等感測器，滿足機器人產業的應用需求。

五、末端執行器

末端執行器指的是任何一個連接在機器人邊緣（關節）具有一定功能的工具。這可能包含機器人抓手，機器人工具快換裝置，機器人碰撞感測器，機器人旋轉連接器，機器人壓力工具，順從裝置，機器人噴塗槍，機器人毛刺清理工具，機器人弧焊焊槍，機器人電焊焊槍等等。機器人末端執行器通常被認為是機器人的外圍設備，機器人的附件，機器人工具，手臂末端工具（EOA）。

隨著工業機器人快速發展，末端執行器也獲得了龐大的應用與發展空間。為此，《機器人發展規劃》特別強調，要重點開發抓取與操作功能的多指靈巧手和具有快換功能的夾持器等末端執行器，滿足機器人產業的應用需求。

六大標志性機器人

中國製造業想要實現智能製造，不僅需要開發、應用多種多樣的工業機器人，更要加快發展以全自主編程智能工業機器人、人機協作機器人為代表的六大標志性工業機器人，推進工業機器人向中高端邁進。

1.全自主編程智能工業機器人

根據《機器人產業發展規劃》的相關規定，滿足智能製造及先進製造業發展的全自主編程工業機器人，自由度要在6以上，適應工件尺寸范圍在1m*1m*0.3m以上。該類工業機器人需要具備智能工藝專家系統，自動獲取信息，生成作業程序（全過程非示教，自動編程時間小於1秒），以滿足噴塗、拋光、打磨等復雜的作業要求。

2.弧焊機器人

弧焊機器人即用於自動弧焊的工業機器人，其組成原理與點焊機器人基本相同，主要應用於各類汽車零部件的焊接生產。弧焊機器人通常由機器人本體、控制系統、示教器、焊接電源、焊槍、焊接夾具、安全防護設施等多個部分組成。

在向中高端升級的過程中，弧焊機器人要廣泛應用焊縫軌跡電弧跟蹤、高壓接觸感知、焊縫坡口寬度電弧跟蹤等多種關鍵技術，集中研發6自由度多關節機器人，達到中厚板弧焊機器人額定負載≥10kg，薄板弧焊機器人額定負載6kg等技術指標。

3.人機協作機器人

人機協作機器人是與人類在共同工作空間中有近距離互動的機器人，是當下工業機器人領域的發展重點。以往大部分的工業機器人是自動作業或是在有限的導引下作業，不需要考慮和人類近距離互動。而隨著工業4.0越來越近，人與機器攜手合作、發揮各自的專長，也就越來越必要，越來越迫切了。

面向未來智造趨勢的人機協作機器人，應是6自由度以上的多關節機器人，自重負載比小於4，重復定位精度±0.05mm，力控精度<5N，碰撞安全監測響應時間<0.3s，選配本體感應皮膚的整臂安全感應距離<1cm，防護等級IP54。應適用於柔性、靈活度和精準度要求較高的行業（如電子、醫葯、精密儀器等），同時滿足更多工業生產中的操作需要。

4.重載AGV

AGV即無人搬運車(Automated Guided vehicle)的簡稱。通過裝備自動化導引裝置，AGV可以沿規定路徑行駛，並完成物料搬運與安全保護，可代替叉車及拖車等傳統搬運設備，實現少人化乃至無人化操作。

AGV機器人具有極高的工作效率，不僅大大降低了人工成本，也極大地減少了工作中的意外事故，因此在工業領域異常火熱，也是未來智能製造領域必不可少的搬運裝備。

在促進工業機器人邁向中高端領域的過程中，重載機器人是一大標志性產品。根據《機器人發展規劃》，重載AGV的指標有以下幾項——

驅動方式：全輪驅動；最大負載能力40000Kg；最大速度：直線20m/min；轉彎半徑：2m；輔助磁導航精度：±10mm；防碰裝置：激光防碰；舉升裝置：車體自舉升；舉升行程：最大100mm。

5.雙臂機器人

隨著現代製造業不斷向智能製造方向邁進，單臂機器人的局限性越來越明顯，不能完成的工作任務、不能適應工作場景越來越多。在此情況下，雙臂機器人應運而生。雙臂雙動力器人模仿了人體雙臂的協作原理、具備雙臂分別操作功能。雙臂甚至多臂協作機器人，完美適應並有效促進了智能製造，實現了機器與人的完美協同、共存共享。

根據《機器人產業發展規劃》，雙臂機器人的核心指標包括以下幾個方面——

每個單臂6自由度以上，關節轉動速度≥±180°/s，雙臂平均功耗<500W，擁有雙臂碰撞檢測的路徑規劃功能，集成雙目視覺定位誤差<1mm，2指/3指柔性手爪行程≥50mm，抓取力≥30N，重復定位精度±0.05mm，適用於3C電子等行業的零件組裝產線。

6.真空（潔凈）機器人

真空（潔凈）機器人是一種在真空環境下工作的機器人，主要應用於半導體工業中，實現晶圓在真空腔室內的傳輸。研發真空機器人的關鍵技術包括真空環境下傳動潤滑、直驅控制、動態偏差檢測與校正及碰撞檢測與保護等。

真空機械手通用性強、用量大、受限制、難進口，是制約半導體裝備整機的研發進度和整機產品競爭力的關鍵部件，當下已成為嚴重製約我國半導體設備整機裝備製造的「卡脖子」問題。

根據相關政策標准，符合我國智能製造確實的真空機器人，應滿足真空最大負載15kg，潔凈最大負載210kg，重復定位精度±0.05～0.1mm等核心指標。

G. 智能科學與技術（機器人方向）專業具體學什麼考研方向是什麼

智能科學與技術專業考研方向1：計算機技術
計算機技術是（專業碩士）工程下的二級學科專業。計算機技術領域重點研究得是如何擴展計算機系統的功能和發揮計算機系統在各學科、各類工程、人類生活和工作中的作用。
計算機技術是信息社會中的核心技術，也是實現現代化的關鍵技術之一。計算機領域包括計算機軟、硬體系統的設計、開發以及與其他領域緊密相關的應用系統的研究、開發和應用、涉及計算機科學與技術學科理論、技術和方法等等。

智能科學與技術專業考研方向2：計算機科學與技術

計算機科學與技術專業學生主要學習計算機科學與技術包括計算機硬體、軟體與應用的基本理論、基礎知識和基本技能與方法，接受從事計算機應用開發和研究能力的基本訓練等。
本專業學生主要學習計算機科學與技術方面的基本理論和基本知識，接受從事研究與應用計算機的基本訓練，具有研究和開發計算機系統的基本能力。
智能科學與技術專業畢業生有兩條職業路線：
第一類路線，純技術路線；信息產業是朝陽產業，對人才提出了更高的要求，因為這個行業的特點是技術更新快，這就要求從業人員不斷補充新知識，同時對從業人員的學習能力的要求也非常高；
第二類路線，由技術轉型為管理，這種轉型尤為常見於計算機行業，比方說編寫程序，是一項腦力勞動強度非常大的工作，隨著年齡的增長，很多從事這個行業的專業人才往往會感到力不從心，因而由技術人才轉型到管理類人才不失為一個很好的選擇。

智能科學與技術專業考研方向3：電子與通信工程

電子通信工程英文名為Electronics and Communication Engineering，是電子科學與技術和信息技術相結合，構建現代信息社會的工程領域，利用電子科學與技術和信息技術的基本理論解決電子元器件、集成電路、電子控制、儀器儀表、計算機設計與製造及與電子和通信工程相關領域的技術問題，研究電子信息的檢測、傳輸、交換、處理和顯示的理論和技術。
電子與通信工程領域工程碩士要求掌握本領域扎實的基礎理論和寬廣的專業知識以及管理知識，較為熟練地掌握一門外國語，掌握解決工程問題的先進技術方法和現代技術手段，具有創新意識和獨立承擔工程技術或工程管理等方面的能力。
學生畢業後可在通信企事業單位從事通信網路的設計和維護工作，並能從事通信系統的建設、監理及通信設備的生產、營銷等方面工作。

智能科學與技術專業考研方向4：控制科學與工程

控制科學與工程是研究控制的理論、方法、技術及其工程應用的學科。控制科學以控制論、系統論、資訊理論為基礎，研究各應用領域內的共性問題，即為了實現控制目標，應如何建立系統的模型，分析其內部與環境信息，採取何種控制與決策行為；而與各應用領域的密切結合，又形成了控制工程豐富多樣的內容。
本專業方向主要研究工業自動控制裝置，系統可靠性評估及設計，控制系統的自動測試方法，數據信息採集、傳輸、處理、轉換方法和相應設備，新型感測器和儀表，感測器數據融合理論及應用，動態系統故障診斷技術，工業現場匯流排技術，高速企業網路組成及安全技術，新型大功率電子器件及應用，嵌入式系統的研究及相關產品的開發。
控制科學與工程專業考研學校推薦：清華大學、北京航空航天大學、東北大學、哈爾濱工業大學、上海交通大學、浙江大學、華中科技大學、西安交通大學、國防科學技術大學。

H. 工業機器人想要一機多用，怎麼實現

工業機器人想要一機多用，需要靠工業編程實現。。。。。。，只有編的出復雜的程序，工業機器人才能做的出復雜的動作。。。。這是絕對的因果關系。。。。當然現在有一個新辦法技巧，某些不易編程或較復雜的動作，可以由技術工人作示範，手動帶著機器人手臂一起做，然後讓機器人主腦形成記憶。從而自動編程來實現、完成。。。。。。。。。。。

I. 機器人產生的背景什麼為什麼要發展機器人

首先我介紹一下機器人產生的背景，機器人技術的發展，它應該說是一個科學技術發展共同的一個綜合性的結果，也同時，為社會經濟發展產生了一個重大影響的一門科學技術，它的發展歸功於在第二次世界大戰中，各國加強了經濟的投入，就加強了本國的經濟的發展。
另一方面它也是生產力發展的需求的必然結果，也是人類自身發展的必然結果，那麼人類的發展隨著人們這種社會發展的情況，人們越來越不斷探討自然過程中，在改造自然過程中，認識自然過程中，實現人們對不可達世界的認識和改造，這也是人們在科技發展過程中的一個客觀需要。
那麼什麼是機器人呢？人們一般的理解來看，機器人是具有一些類似人的功能的機械電子裝置，或者叫自動化裝置，它仍然是個機器，它有三個特點，一個是有類人的功能，比如說作業功能，感知功能，行走功能，還能完成各種動作，它還有一個特點是根據人的編程能自動的工作，這里一個顯著的特點，就是它可以編程，改變它的工作、動作、工作的對象，和工作的一些要求，它是人造的機器或機械電子裝置。但從完整的更為深遠的機器人定義來看，應該更強調機器人智能，所以人們又提出來機器人的定義是能夠感知環境，能夠有學習、情感和對外界一種邏輯判斷思維的這種機器。那麼這給機器人提出來更高層次的要求，展望21世紀，機器人將是一個與20世紀計算機的普及一樣，會深入地應用到各個領域，在21世紀的前20年是機器人從製造業走向非製造業的發展一個重要時期，也是智能機器人發展的一個關鍵時期。

剛才我們用了短暫的時間，講了機器人的發展以及我們對機器人的看法，進行了簡單地介紹，相信大家在今後的學習中，能夠加入到我們研究機器人這個行列中。

全文

首先我介紹一下機器人產生的背景，機器人技術的發展，它應該說是一個科學技術發展共同的一個綜合性的結果，同時，為社會經濟發展產生了一個重大影響的一門科學技術，它的發展歸功於在第二次世界大戰中各國加強了經濟的投入，就加強了本國的經濟的發展。比如說日本，戰後以後開始進行汽車的工業，那麼這時候由於它人力的缺乏，它迫切需要一種機器人來進行大批量的製造，提高生產效率降低人的勞動強度，這是從社會發展需求本身的一個需求。另一方面它也是生產力發展的需求的必然結果，也是人類自身發展的必然結果，那麼人類的發展隨著人們逐漸的這種社會發展的情況，人們越來越不斷探討自然過程中，在改造自然過程中，認識自然過程中,來需求能夠解放人的一種奴隸。那麼這種奴隸就是代替人們去能夠從事復雜和繁重的體力勞動，實現人們對不可達世界的認識和改造，這也是人們在科技發展過程中的一個客觀需要。但另一方面，盡管人們有各種各樣的好的想法，但是它也歸功於電子技術，計算機技術以及製造技術等相關技術的發展而產生了提供了強大的技術保證。

那麼下面我談一下就人們很關心的問題，為什麼要發展機器人?那麼簡單說，機器人有三個方面是我們必要去發展的理由:一個是機器人幹人不願意乾的事，把人從有毒的、有害的、高溫的或危險的，這樣的環境中解放出來，同時機器人可以干不好乾的活，比方說在汽車生產線上我們看到工人天天拿著一百多公斤的焊鉗,一天焊幾千個點，就重復性的勞動，一方面他很累，但是產品的質量仍然很低；另一方面機器人幹人幹不了的活，這也是非常重要的機器人發展的一個理由，比方說人們對太空的認識，人上不去的時候，叫機器人上天，上月球，以及到海洋，進入到人體的小機器人，以及在微觀環境下，對原子分子進行搬遷的機器人，都是人們不可達的工作。上述方面的三個問題，也就是說機器人發展的三個理由。

那麼什麼是機器人呢?這個問題是一個非常有意思的一個問題。但人們一般的理解，機器人是具有一些類似人的功能的機械電子裝置或者叫自動化裝置，它仍然是個機器。它有三個特點：一個是有類人的功能，比如說作業功能；感知功能；行走功能；還能完成各種動作，它還有一個特點是根據人的編程能自動的工作，這里一個顯著的特點，就是它可以編程，改變它的工作、動作、工作的對象和工作的一些要求。它是人造的機器或機械電子裝置，所以這個機器人仍然是個機器。但是目前還沒有一個統一的有關機器人定義，一般來說我們認為機器人是計算機控制的可以編程的目前能夠完成某種工作或可以移動的自動化機械，這是美國工程師協會定的一個定義，但日本和其他國家也對機器人有不同的看法，他們認為從完整的更為深遠的機器人定義來看，應該更強調機器人智能，所以人們又提出來機器人的定義是能夠感知環境，能夠有學習、情感和對外界一種邏輯判斷思維的這種機器。那麼這給機器人提出來更高層次的要求，那麼比方說機器人在這里邊可以代替人進行焊接，焊接的環境是非常復雜的，可以搬運，它在生產線中搬運玻璃和各種各樣的一些零件的搬運的工作，還可以在生產線中碼垛等等，這都是把人從繁重的體力勞動中解放出來的一個例子。

那麼機器人怎麼產生的呢？這是在1920年，有一個捷克斯洛伐克的一個作家叫卡佩克，他寫了一本科幻小說，叫《羅薩姆的機器人萬能公司》。這本小說中他構思了一個和幻想了一個機器人，它的名字叫羅伯特，也就是我們英文中的Robot，它可以不吃飯，它能夠不知疲勞的，不知疲倦地進行工作。在1920年前後，大家也知道是在第一次世界大戰以後，是各國工業發展比較迅速的時期，我們看到電影《摩登時代》，卓別林主演的人變成了機器人，在生產線中天天的進行勞動。人們在這種煩躁的體力勞動中就幻想有一種能代替人完成這樣工作的想像、一種需要，這個小說在1924年和1927年的時候被紛紛傳到了日本、法國和歐洲國家，還變成了一種當時的木偶劇和一些話劇，所以這樣的一個機器人的名詞就向全世界鋪展開來，當時人們還認為是一個科幻小說，還沒有把它跟我們日常的學習工作和生產結合起來。

但通過這樣一個小說，一個羅伯特這樣一個名詞，它體現了人類長期的一種願望，這種願望就是創造出一種機器，能夠代替人進行各種工作。這種想法是機器人產生的一種客觀的要求，那麼真正機器人的發展是在1947年，美國橡樹嶺國家實驗室在研究核燃料的時候，大家知道核燃料，它有X射線對人體是有傷害的，必須有一台機器來完成像搬運和核燃料的處理這樣的工作。在1947年產生了世界上第一台主從遙控的機器人，那麼1947年以後大家知道，是計算機電子技術發展比較迅速的時期，因此各國已經開始利用當時的一些現代的技術，進行了機器人研究。那麼在1962年美國研製成功PUMA通用示教再現型機器人，那麼這就標志著機器人走向成熟，應該說第一台可用的機器人在1947年產生，真正意義的機器人在1962年產生。那麼相繼不久，在英國等國家，也相繼研究出一些機器人，那麼到了20世紀60年代末，日本人將它的國民經濟的汽車工業與機器人進行結合，它購買了美國的專利，在日本進行了再次開發和生產機器人。到20世紀70年代的時候，日本已經將這種示教再現型的機器人進行了工業化，出現了很多公司，現在的像ABB，MOTOMAN，還有安川公司，還有很多機器人公司像OTC等等公司。它們都是已經將機器人進行了工業化，進行了批量生產，而且成功的用於了汽車工業，使機器人正式的走向應用。

在20世紀70年代到20世紀80年代初期，工業機器人變成產品以後，得到全世界的普遍應用以後，那麼很多研究機構開始研究第二代具有感知功能的機器人，出現了瑞典的ABB公司，德國的KUKA機器人公司，日本幾家公司和日本的FUNAC公司，都在工業機器人方面都有很大的作為，同時我們也看到機器人的應用在不斷拓寬，它已經從工業上的一些應用，擴展到了服務行業，擴展了它的作業空間，向海洋空間和服務醫療等等行業的使用。所以從這張圖可以看出機器人發展的幾個過程。

那麼總結一下，我們認為，機器人有三個發展階段，那麼也就是說，我們習慣於把機器人分成三類，一種是第一代機器人，那麼也叫示教再現型機器人，它是通過一個計算機，來控制一個多自由度的一個機械，通過示教存儲程序和信息，工作時把信息讀取出來，然後發出指令，這樣的話機器人可以重復的根據人當時示教的結果，再現出這種動作，比方說汽車的點焊機器人，它只要把這個點焊的過程示教完以後，它總是重復這樣一種工作，它對於外界的環境沒有感知，這個力操作力的大小，這個工件存在不存在，焊的好與壞，它並不知道，那麼實際上這種從第一代機器人，也就存在它這種缺陷，因此，在20世紀70年代後期，人們開始研究第二代機器人，叫帶感覺的機器人，這種帶感覺的機器人是類似人在某種功能的感覺，比如說力覺、觸覺、滑覺、視覺、聽覺和人進行相類比，有了各種各樣的感覺，比方說在機器人抓一個物體的時候，它實際上力的大小能感覺出來，它能夠通過視覺，能夠去感受和識別它的形狀、大小、顏色。抓一個雞蛋，它能通過一個觸覺，知道它的力的大小和滑動的情況。

那麼第三代機器人，也是我們機器人學中一個理想的所追求的最高級的階段，叫智能機器人，那麼只要告訴它做什麼，不用告訴它怎麼去做，它就能完成運動，感知思維和人機通訊的這種功能和機能，那麼這個目前的發展還是相對的只是在局部有這種智能的概念和含義，但真正完整意義的這種智能機器人實際上並沒有存在，而只是隨著我們不斷的科學技術的發展，智能的概念越來越豐富，它內涵越來越寬。

那麼從三代機器人發展過程中，從另一個方面，我們對機器人從應用的角度進行了分類，比如說工業機器人，它包括點焊、弧焊、噴漆、搬運、碼垛，在工業現場中工作的這種機器人，我們統稱為工業機器人，那麼從不同的應用中，到水下去作業的叫水下機器人，到空間作業的叫空間機器人，同時又存在農業、林業、牧業，對醫療機器人叫醫用機器人，還包括娛樂機器人，建築和居室上用的機器人，所以從應用分類，它包括從行業、應用角度，也可以進行這樣簡單的分類。

下面我簡單介紹一下我國機器人發展的基本概況。剛才談到了日本在20世紀60年代和美國都在開始進行機器人的研究，由於我們國家存在很多其他的各種因素、問題。我們國家在機器人的研究，在20世紀70年代後期，當時我們在國家北京舉辦一個日本的工業自動化產品展覽會，在這個會上有兩個產品，一個是數控機床，一個是工業機器人，這個時候，我們國家的許多學者，看到了這樣一個方向，開始進行了機器人的研究，但是這時候研究，基本上還局限於理論的探討階段，那麼真正進行機器人研究的時候，是在七五、八五、九五、十五將近這二十年的發展，發展最迅速的時候，是在1986年我們國家成立了863計劃是高技術發展計劃，就將機器人技術作為一個重要的發展的主題，國家投入將近幾個億的資金開始進行了機器人研究，使得我們國家在機器人這一領域得到很快地、迅速地發展。

目前主要單位像中科院沈陽自動化所，原機械部的北京自動化所，像哈爾濱工業大學，北京航空航天大學，清華大學，還包括中科院北京自動化所等等的一些單位都做了非常重要的研究工作，也取得了很多的成果，而且目前這幾年來看，我們國家在高校里邊，有很多單位從事機器人研究，很多研究生和博士生都在從事機器人方面的研究，目前我們國家比較有代表性的研究，有工業機器人，水下機器人，空間機器人，核工業的機器人，都在國際上應該處於領先水平，總體上我們國家與發達國家相比，還存在很大的差距，主要表現在，我們國家在機器人的產業化方面，目前還沒有固定的成熟的產品，但是在上述這些水下、空間、核工業，一些特殊機器人方面，我們取得了很多有特色的研究成就。

下邊我簡單介紹一下工業機器人的一些情況，到目前為止，工業機器人是最成熟，應用最廣泛的一類機器人，世界總量目前已經銷售110萬台，這是1999年的統計，但這110萬台在已經進行裝備使用的是75萬台，這個量也是不小的。總體情況看，日本在工業機器人這一塊，是首位的，成為機器人的王國，美國發展也很迅速，目前在新安裝的台數方面，已經超過了日本，中國剛開始進入產業化的階段，已經研製出多種工業機器人樣機，而有小批量在生產中使用，這也是整個在日本、美國以及我們國家在工業機器人情況的一些比較。

這是點焊機器人，點焊機器人剛才講的，主要是針對汽車生產線，提高生產效率，提高汽車焊接的質量，降低工人的勞動強度的一種機器人。它的特點是通過機器人對兩個鋼板進行點焊的時候，需要承載一個很大的焊鉗，一般在幾十公斤以上，那麼它的速度要求在每秒鍾一米五到兩米這樣的高速運動，所以它一般來說有五到六個自由度，負載三十到一百二十公斤，工作的空間很大，大概有兩米，這樣一個球形的工作空間，運動速度也很高，那麼自由度的概念，就是說，是相對獨立運動的部件的個數，就相當於我們人體，腰是一個回轉的自由度，我們大臂可以抬起來，小臂可以彎曲，那麼這就三個自由度，同時腕部還有一個調整姿態來使用的三個自由度，所以一般的機器人有六個自由度，就能把空間的三個位置，三個姿態，機器人完全實現，當然也有小於六個自由度的，也有多於六個自由度的機器人，只是在不同的需要場合來配置。

弧焊機器人也是工業機器人中一個最重要的方面，像我們汽車的後橋，進行焊接的時候，它連續焊接，所以它的特點是連續軌跡控制，所以它要求的軌跡精度要求非常高，一般來說也是五到六個自由度，由於它焊槍比較小，所以在五到十公斤就可以了，這個方面是在國際和國內應用非常大的一類機器人，在另一方面像搬運和鉚接，這些工作場合下，像搬運，主要是要求機器人有很高的速度，承載能力很多、很強，像日本的大庫機器人，它可以承載三百公斤，抓取、來進行搬運和碼垛。

第二類是服務機器人，隨著工業化的發展，尤其近十年以來，機器人的發展的應用領域在不斷拓寬，目前一個很重要的特徵，大家都知道，機器人已經從製造業逐漸轉向了非製造業和服務行業，剛才談的汽車製造屬於是製造業，但服務行業包括清潔、加油、救護、搶險、救災這些等等，都屬於非製造行業和服務行業，那麼這里邊跟工業機器人相比，它有一個很重要的不同，它主要是一個移動平台，它能夠移動、去運動，上面有一些手臂進行操作，同時還裝有一些像力覺感測器和視覺感測器、超聲測距感測器等等。它對周邊的環境進行識別，來判斷它的運動，完成某種工作，這是服務機器人的基本的一個特點。

比方說這里邊有幾張圖片，這是在美國，他們研製的像大型客機這種清洗工作，如果人來做的話十分繁重，那麼大一個機體來清洗的話，工作量是很大，而且也很不方便，那麼他們採用這種機器人來實現像飛機的這些清洗的工作，包括一些國家開發像高層建築的清洗機器人，這也都是服務行業的機器人，還包括像家庭使用的，還有一些賓館和一些公共場合使用的這種清潔機器人，對地面來進行清掃，還包括網球場上能夠自動地把撒下的球，集中收集起來，這種機器人也都是存在的。

另一個方面的服務機器人應用，在汽車加油機器人這塊也很有意思，包括我們現在的一些加油站，都是用自動的計量裝置，實現了有的這種自動計量，但是還仍然用人去操作，但可以看到在一些美國的高速公路上，汽車流量很大，包括夜間都要對汽車進行加油，工作也很煩瑣，所以現在很多國家在開發這種自動的加油機器人，它可以自動的計量，自動的把汽車油嘴放到汽車油箱里邊去，這也都是服務機器人的一種體現。

導盲機器人它針對盲人這種安全性考慮，類似於一個小狗的形狀，它能夠對道路的一些障礙，運動的車輛和行人進行判斷，來引導這個盲人進行安全的行走，這個確實對提高盲人的安全，是非常必要的。

再有導游禮儀機器人，這也是服務機器人，體現出一種智能的，一個體現的代表，在很多大的公司它需要對產品進行宣傳，它製作出一些各種卡通形狀的機器人，能夠跟人進行簡單的對話，介紹產品等等，這在一些賓館能夠接待一些客人等等增加企業或者賓館的這種對社會的影響。

家務機器人主要體現在像一些對地毯和地板定期的它能夠進行清掃和吸塵，它這個機器人很有意思，它有感測器，它能夠把傢具和人能識別出來，它自動的按照一種規律，能根據路徑把地面全部的清掃干凈，這也是家務中一些機器人的表現。

那麼表演娛樂機器人，現在很多國家在開發這種像動物園、還有娛樂中心、還有迪斯尼這樣的一個大型的游園，它為了增加趣味性，把研究出像模仿人，包裝成各種人的樣子，它能夠說話唱歌和表演，這樣還能跟人進行交流，這樣的機器人，還包括把機器人包裝成各種有趣的動物，像恐龍、大象、獅子，還有一些小的卡通式的這種動物，它已經完成像動物的一些動作的模仿，模仿它的聲音，同時還跟人進行交流，尤其是比較有趣的是一個彈鋼琴機器人，早期在日本的時候，彈了一首世界著名的名曲，在當時，在機器人界引起了很大的轟動，那麼這個機器人特點，它要求手指非常靈活，自由度也特別多，而且在彈的過程中，還要有力控制和感覺的控制，所以它相對來說是對機器人機構和控制方面提高更高的要求。

還有像這種機器人的演奏家，包括它的拉小提琴，這個小提琴在樂器里邊最復雜的，難度最高的一種樂器，它能通過樂曲拉小提琴，力的控制、協調、速度等等，都要進行選擇或者自動的判斷，還包括這也是一個機器人在做一個表演，等等就是在服務機器人方面，它很寬的一個應用領域，它跟人的需求越來越接近，那麼總結一下它有幾個關鍵技術，從技術上的方面有四個，一個是移動機構，前面看過幾種機器人它跟工業機器人不一樣，大多數的服務機器人，它是移動的，有輪式、履帶式、還有步行式的，包括還有組合式的，這種移動機構，對環境感知功能，這也是服務機器人最重要的特點，因為它所處的環境，不像工業機器人對一個固定的環境，固定的機座，固定樣子來實現的，那麼這個環境也許是未知的，也許是變化的，包括清掃機器人，屋子的形狀，一家一個樣子，傢具的擺放不一樣，甚至，還有一些人在走動，這些非結構環境使得它能夠准確的描述和感知和判斷，這一點來講，就表現出服務機器人具有一定的人的智能的這種功能。

另一個方面是能源技術，大家知道，早期做仿人形機器人，都帶一個「辮子」，因為它能量提供不足，那麼電池能量很小，所以現在的這種服務機器人，理想的這種能源它要求是密度高，輸出電壓比較恆定，內阻小、耐高溫，還可以充電，成本低，尤其在密度高這個方面是十分重要的，所以能源技術是未來移動機器人發展中的一個十分關鍵的一個問題，還有控制技術，控制技術在感知環境的過程中，它也需要跟人進行交互，它既然是服務，人總要跟它接觸，那麼如何跟人進行交互，那麼就需要一個開放式的友好的連接介面，包括語音功能，圖形編程方式等等。

另一個方面的體現在農林畜產機器人這方面，國際上也有些很大的進展，可能對我們國家農業機器人，林業機器人是否需要，我們也在探討，那麼對於一些發達國家農業人口十分有限，包括在一些農副產品，松籽的採集，量很大，非常麻煩的一件事情，這樣的話，一個機器人能夠對像西紅柿，蘋果等水果，它通過形狀和顏色，來判斷它的成熟度，然後摘取，這個確實提高了農業自動化的一個方面的研究，包括我們國家已經研製成功嫁接機器人，對一些像嫁接，機器人採摘以後，能夠對兩個樹枝進行自動的對接，然後將樹枝纏起來，這個在中國農業大學已經研製成功，還包括林業機器人，林業機器人主要對於農林產品，像松籽進行採摘，還包括像樹根，進行採伐的時候，要拔出來，和植樹這方面也都有開發，更有意思的是在牧業的機器人，包括澳大利亞，綿羊和羊是非常多的一種，他們國家產量最大的一個產業，那麼綿羊，剪羊毛這個量很大，那麼它人力又有限，所以它在致力於開發剪羊毛機器人，它首先通過機械手，把一個羊給固定住，通過攝影機把羊的形狀識別出來，然後，用這種所謂的剪子，然後根據它的形狀，自動地把羊毛剔出來，同時呢，還不破壞它的皮膚，因為一個羊一個模樣所以它操作的難度是很大的，對環境的感知要求很高的，所以這個技術也是非常復雜的。

建築機器人在國外，用量、需求在逐漸增加，建築機器人它主要解決，像我們築路機器人，也都需要建築機器人，包括噴塗，挖掘機，包括像一些建築的模塊化的預制板來進行拼接，都需要一些自動化的裝置，還包括家庭裝修的時候，像牆壁的粉刷這個量也很大，而且也很臟，對人體有害，現在國外一些公司，在開發面向家庭的粉刷這種機器人已經得到了小批量的使用，這是在建築方面的一些體現。

還有像食品包裝，縫紉這也都是說，面向服務家庭也食品這方面的應用，包括對香腸的這種包裝，實際上它一方面提高了自動化水平，但另一方面，也提高了衛生程度，不然的話人類參與的話，總會帶來一些不衛生的因素，包括服裝裁剪，現在我們做衣服，人們越來越追求個性化，那麼現在從他們有些大學在研究，包括你希望的樣子，包括你站在這塊兒給你掃描以後，把你的體型給你掃描出來，機器人能自動地給你設計出適合你這種身材的樣子，通過你的選擇和修改，然後機械手自動地對它的布料進行裁剪，最後，還有一些生產線能夠自動縫紉，在英國，很多國家，也都在開發這樣的一些機器人裝置。

還包括消防救護機器人，在日本發展的比較多，那麼像高樓建築一旦發生火災，那麼大家知道這是很危險的事情，也是很痛苦的事情，那麼通過機器人來輔助來進行救護，把人從高樓救下來，然後進行搶救，包括高樓著火的時候，它可以用這種機械爬到大樓上去，進行噴水，或者是進行切斷一些電纜等等這樣的工作，都可以用機器人來完成。

那麼醫療機器人，是近五年來發展比較迅速的一個新的應用領域，那麼這個也可以看到幾個方面，包括人是一個非常珍貴的生物，那麼包括人的眼球、神經、血管都很精細，那麼如果人手術的時候，醫生來手術，一個是疲勞，另一個人手操作的精度還是有限的，那麼這是在德國，一些大學裡面，面向人的脊椎，如腰間盤突出這種病，進行識別以後，能夠自動地用機器人來輔助進行定位，進行操作和手術。還有一類叫康復機器人，康復機器人像比方說，現在發病量比較大的是偏癱和半身不遂這種病患，當他恢復治療完以後，需要對他的肢體進行鍛煉和恢復，那麼如果醫生是有限的，不可能一個醫生，天天給一個病人進行按摩或牽引這樣的工作，那麼家庭的人員都上班，沒有時間照顧，那麼用一個機器人，可以對他的手進行牽動，天天強迫他進行鍛煉，使人的肌肉的恢復達到最好，更為精細的工作像很多大學和一些醫院在開發像人的腦手術，這個是很危險的事情，但是，已經得到了很好的例證，包括北航開發出了對人腦的定位和鑽孔這樣的工作，還包括像美國已經有一千多例機器人對人眼球進行手術，這樣的機器人，還包括通過遙控操作的辦法，實現對人的胃腸這種手術，大家在電視里邊看到，一個機械手，大概有手指這樣粗細的一個機械手，通過插入腹臟以後，人在屏幕上操作這個機器手，同時對它用激光的方法對病灶進行激光的治療，這樣的話，人就不用很大幅度地破壞人的身體，這實際對人的一種解放，是非常好一種機器人，醫療機器人它也很復雜，一方面它完全自動去完成各種工作，是有困難的，一般來說都是人來參與，這是美國開發的一個林白手術這樣一個例子，人通過在屏幕上，通過一個遙控操作手來控制另一個機械手，實現通過對人的腹腔進行手術，前幾年我們國家展覽會上，美國已經成功的實現了對人的心臟瓣膜的手術和搭橋手術，這已經在機器人領域中，引起了很大的轟動，還包括，AESOP的這種外科手術機器人，它實際上通過一些儀器能夠對人的一些病變進行檢查，通過一個機械手就能夠實現對人的某些部位進行手術，還包括遙操作機械手，以及多個醫生可以在機器人共同參與下進行手術，包括機器人給大夫醫生拿鉗子、鑷子或刀子來代替護士的工作，同時把照明能夠自動的給醫生的動作聯系起來，醫生的手到哪兒，照明就去哪兒，這樣非常好的，一個醫生的助手。

那麼還有幾個例子，像人肩關節的手術，還包括腦外科神經手術，那麼這個手術應該難度是很大的，風險是很大的，但是人在參與下，實現了准確的定位，對人體的恢復是十分有益的。另一個比較體現機器人應用的一個顯示度的一個研究，是水下機器人，首先我們要回答為什麼要開發水下機器人，那麼人隨著人們的對陸地資源的這種不斷地消耗，人們也已經認識到，我們怎麼樣去獲得更多的資源，人們把目光已經放到宇宙和水下，那麼海洋的資源是非常豐富的，包括礦產資源像銅、錳、鎳、鈷這些資源是地面資源的上千倍，這個資源是非常大的，包括空間，那麼海底探測、海上打撈、海下偵查、排險，包括我們看的電影《泰坦尼克號》，大概我們看到了一個小機器人來進行水下拍攝，還包括俄羅斯的核潛艇，發生事故以後，實際上很多大學希望能夠參與，能夠用機器人來進行救護等等，那麼反過來說水下的應用中，機器人是大顯身手的，因為人在海底下的工作，是非常危險的，這個方面，應該說在美國、法國、俄羅斯研究的是水平比較高，那麼這是法國的一個水下作業機器人，在日本「海溝號」潛水器已經到了水下幾千米，進行了海底的探測和海底的一些礦物的收集這樣的工作。

J. 求高手幫我設計一個簡單機器人的電路，高分追加求解！

敬請仔細閱讀以下文稿，裡面有世界頂級的機器人設計，相關內容已經在中國專利網上公開了。
中國科學普及館的展出項目世界一流，可以免費下載展品的設計資料；遊客如果奉獻和公開創新設計與原型，經過專家的評審達到原創，同時具有新穎鮮明的教育效果，可以退回門票費用，同時給予獎勵。這就是改革開放、科學發展觀的偉大成果，當屬領軍全球的開拓創新、獨樹一幟的重大實踐。
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嚴肅而重大的課題：
雷鋒！向我看齊！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！
考核科技館的量化指標，檢驗當代雷鋒的剛性指標
現在招聘科技館人員和選擇展品的要求嚴格了，要能夠自行設計、製造世界上一流、國際上領先的創新展項，而且要撰寫優秀的文件，將設計、采購、製造、裝配、工藝過程、夾具、量具、理論推算分析過程、調整、校正、整定、標定、維修、檢測、今後的發展、如何簡化為在國際上有競爭力的產品、如何做形象宣傳等等的清晰文件，並且向全社會無償公開，公諸於眾，推進全國人民的科學素質，促進國家競爭力。具有歷史性突破的、不同反響的公益性質。
你能達到這個硬指標嗎？
歡迎你來展示，我們期待著你的到來！
這就是革命性的脫胎換骨地變化，是科學發展觀的里程碑性質的變革。
對於國內科學普及展覽館的建設提出以下要求，對於高等院校的教材編寫、教學實驗、畢業論文、教師的論文、職業培訓，都提出同樣的要求，應該作為國策、國家戰略來嚴格推廣實行，並且作為科學發展觀、可持續發展、社會資源充分利用率的量化考核剛性指標：
關鍵是展項要創新，展項的技術資料要完全公開。
要做經得起歷史檢驗的貢獻，要有歷史意義，要服務大眾，要有勇氣和魄力，要充分、高效率地使用社會資源，特別是對於國家財政撥款資助的事業部門、特別是對於國家財政撥款資助的科研項目。
科學普及展覽的人流大（反映了群眾對科技的渴求，也凸顯了現在教育的缺失，核心意義的匱乏）、同一原理和相同設計的產品有許多企業在低水平重復生產，並不是好事情。
現有的展項在設計、製造上就有明確缺陷，損壞率高，演示和互動不能深刻地揭示其工程和科學上的本質；每個展項沒有可以供參觀者免費下載或低價下載的電子文檔系統、詳細地解說，特別是要完全公開地介紹材料、元器件的采購地點、采購價格，非標准部件的加工過程，調試過程，設計和製造時受到的約束，希望參觀者今後回去簡化、改進、發展的具體建議，就是要達到參觀者能製造商業化的產品出售；現有展品製造者都是奔錢而來的，對設計資料保密，使維修成本高、維修周期長（有的要運回去維修），明顯影響展覽效果；准備就此無償提供超過百項創新展項，由附近的各大學在學學生製造，只需提供公共交通費用就可以了。這就是國家戰略，立國之本；尤其要指出，現在大學本科和研究生的實驗課、畢業論文、創新研究都缺乏工程技術的支持，將國家寶貴的資源變成了垃圾，所以就業難，產品在國際市場上檔次上不去，對發達國家沒有高端的威懾力。
籍此，票價不是問題，還可以提高，不但在學的學生會來，社會上待業的人員、企業上的技術骨幹都會來，就是要通過免費的創新教育與基礎技能快速教育，來提高國民的素質。本人已經在**的展覽館，深圳高交會上，以參觀者的身份用各種原型通過英語免費向歐美、日本人介紹了國際市場上尚未出現的許多創新技術。***通過授權在國內外同行銷售全套的創新展項，還可以創收嘛。
以現有的運行方式，運行費用當然居高不下。
本人已經有一個展項的完整資料、原型送達****，歡迎全球任何人免費仿製和改進，這個機器人供電方式，就是從數學分析的結果提出的工程結構，從工程應用上已經是完整的；不足之處是目前只能做到概率解，請觀眾在將來做出純數學的解析解，目前一般的數學研究所和普通的數學博士還無法解答；有兩項展項將向有關部門送審，看是否在保密限制之內，因為具備創新的軍事用途。
現在的大學生上完實驗課，你在實驗室門口堵住他，向他借來實驗教材，就這本教程的內容提問，只要是問題准確、細致，他們保准回答不上來，他剛才還懵懵懂懂的呀，問老師也是瞠目結舌；如果要他製造實驗設備那就是八格牙魯、死啦死啦地也沒轍。現在的學校教學儀器都是從社會上采購來的，實驗講義的原稿是教學儀器供應商提供的，其他就可想而知了。到了研究生，就是在國外原版科技文獻和資料庫指導下的進口軟體系統、硬體平台、市場上采購的模塊以及專用集成電路和組件的系統集成，科技快餐，現代技術大拼盤。
現已向****免費提供的原型是機器人從平面、曲面、台階上，用腳或輪子取得動力電源，就不必像日本本田機器人那樣背後背負動力電池；清華大學畢業的機器人專業博士到北京交通大學工作後製造並在深圳高交會上展出的機器人還拖帶供電電纜呢，又環保、又創新，還提出了四驅車競賽的新方法；****就是愛國主義、國防軍事、科學普及教育的展項；至於超越國外飛行模擬訓練艙，能產生可控***的設備基礎資料，都已經通知到****，在附近的企業就能製造出來，以本人的孤陋寡聞，尚未見識過同類裝置。還可以指導在學學生撰寫發明專利申請文件（大學知識產權課程和專利代理律師都不教你！），凡此種種，都是提高票價吸引觀眾的硬道理。
現在理工科學生的金工實習、電子元器件裝配實習，都是在組裝一樣的基礎零件和電路板，完成後請教師評分後就當廢品扔掉；畢業論文、創新工程等等都醜陋的不堪入目，任由學生下載網上的資料初級模仿；***就在**中，應該為祖國的下一代提供實踐的課題、充分使用學生的實驗與教學經費，本人願意義務指導他們製造各種創新展項，引導他們跨過書本內容與市場聯系與參與社會競爭的門檻。
你們在維修上有什麼問題，可以發電子郵件通知我：或者撥打電話：，本人將盡快予以答復，因為工業、設備、儀器上的問題，一般都要到現場拆卸、測量、觀察分析。
中國製造的工業裝置和儀器，基本上都是模仿發達國家現有產品而來的，在簡化原有設計上就有重新設計的缺陷，材質不足等等問題；所以，你們的展品故障的徹底解決，往往都是要重新設計更完善的部件、重新製造零件，原來的製造部門又有許多保密，就不能等同於維修進口設備，例如機場的飛機維修公司，就有波音公司完整的維修手冊，對於各種故障的分析、處理，都有非常細致的書面規定，我途經見到他們的厚度5厘米的維修手冊成排地准備著。
本人長期都在為改善自己的工作環境而奔忙，大約要在1年後到2年後才告一段落，在此之前，如果不是你們同意本人製造本人獨立設計的展品，就暫時不到你們那裡上班了。至於你們有什麼疑難問題，本人可以召之即來、來之能戰，戰之能勝、揮之則去，不保證能解決問題，將會盡快趕到，如果解決了問題，將留下完整的電子文檔，說明材料、零件的采購地點、今後的對策，也敬請你們報銷來往公共交通費用為盼。
准備提供創新展項。部分基本素材請見光碟（已經送達****），涉及的范圍和領域將很廣闊。
本人認可文化大革命時期知識訣竅完全無償公開的方式，認為那是對中國工業基礎和科技水平推動的最有效方式，是對社會資源最高的利用率，是中國國情迫切需要的。
一些發達國家使用國家科研經費的研究項目，部分相關的資料是公開的，例如對太空探索所取得的基礎資料是公開的，為全球任何人進行分析和研究提供入門。中國科學院的院士也曾經集體簽名表示要盡可能公開科研資料。
本人提供的展品，將完全公開全部設計、製造資料、全部圖紙、配件采購地點和價格、加工方式、調試修改過程、計算機程序。這些資料可以由你們向觀眾提供光碟、允許觀眾下載，是否收費、是否允許在網上公開、是否允許他人復制展品後出售或展出、是否申請發明專利、是否有償特許國內外科學普及展覽部門生產和展出均由你們決定。歡迎觀眾提出修改意見，如果經過測試有進步意義，你們可以自行改進原來展品。
對於低齡、低學歷的觀眾，目前不能看懂光碟中的內容，隨著年齡、閱歷、學歷、經驗的增長，在升學、工作後，必將逐步加深理解；無論如何，都比當下走馬觀花的效果要強。進一步的發展，是用電子文檔回答觀眾的專題問題、為觀眾特殊要求製造展出項目、為企業提供應用技術服務，解決技術難題，而且繼續貫徹答復完全公開的原則。還可以為觀眾提供親手製造展出項目的實踐環境。
對於控制部分，盡量採用模擬計算機、盡量採用分立元器件，其次才是採用通用集成電路構成的電子線路。
對於機械部分，要預先作成本預算，採用數控加工中心製造的外觀和性能好，價格必然高；手工用電動工具加工就必然是本人倒賠加工費用，工時長、不規整，適合於限定收購價格的要求，同時指出，在國內外，手工加工為主製造的裝置，市場價值一概高於採用機床加工為主和批量生產的裝置。
本人足夠大度，在沒有先決經濟要求的條件下，允許任何方面運用本人獨立提出的基礎設計資料製造展品。而且，對於製造成本高於5000元的展品，如果沒有出售展品累積的資金，本人一律不做，由你們自由選擇製造單位和個人。
提出這種方式的背景
由於本人清楚地知道如今各校的學生模擬電路設計能力低下，也就是部分學生能編制一般的計算機程序罷了。從模擬電路到高頻電路，不是給出線路就可以模仿出來的；以醫療電子儀器為例，進口儀器對於信號處理前置部分，就有用分立元器件為主的，國內按照原線路仿造，性能就達不到原裝的水平，這就是對基礎電子線路理解不深刻的體現。
只要本科生調試不出來的，研究生也一樣，解決的方法就是採用專用集成電路、採用進口整機，系統集成嘛。
就以本人文化大革命時期在**的現場親自觀察，*****廠自製了射流邏輯控制的沖床機械進料裝置、***廠自製車床和刨床、***廠自製半自動車床、***廠自製線切割機床等等，都在生產中實際發揮了作用。究其技術支持，是當時的圖紙在國內完全無償交流、行業之間免費復制設計圖紙，當年時興全國統一設計、大合作、集體攻關、大協作、全國一盤棋。
如今在舉國科研體制下，相互封鎖，以鄰為壑，大家都是互相為敵，勾心鬥角，爾虞我詐，一個工作單位內都相互敵對、保密、封鎖。就中國的工業基礎而言，在市場競爭之下，從日用品到工業裝備，零配件不通用、沒有互換性；設計圖紙嚴格保密，給維修帶來了極大地困難；其結果是各企業同功能產品的生產模具大量重復，在生產、物流、銷售和維修行業的配件倉庫儲存量大；結局是日用品、設備報廢快、社會資源浪費巨大。
國家對科研院所、高等院校投入的教育和科研經費巨大，而低水平重復研究現象普遍，在校學生的創新設計基本上都派不上實際用場。學生就知道上網下載線路，科技書籍無法直接指導基礎設計，教師自己也茫茫不知所然；企業中個別生產設計能力強者，以市場佔有率為目標，並不公開技術訣竅，也不對國外先進產品構成技術威脅。
所以，十分有必要將基礎教育與生產實際向結合的題材技術關鍵向社會免費公開，只要不是涉及到該領域前沿、不是與軍事技術直接相關的，都有這個必要，以此提高全民的科學素質，這就是一個戰略的眼光和決策。
古人有曰：取法乎上，僅得乎中，取法乎上，僅得其中；取法乎中，僅得其下。引領世界科技潮流對於國內工程技術人員是太難了點，他們還迷茫地摸不著北呢，要想趕超世界先進水平實在是不知所措。領導要他們將產品升級換代、改變產品結構，他們還在對國外產品跟蹤、模仿、進行逆向工程的圈子裡面打轉呢。所以，就要提供具備實用價值的展品，達到奢侈品的檔次；這樣對於參觀者具備前瞻性，企業能通過簡化設計，做出進軍世界市場的高端產品。
(網友xiajhua8) 創新升級改造引進消化吸收，變成學、偷、搬、抄以及改退。頭目到死都不明白。
為了節約開支，就以機電與電子技術為主題。
財務與招標
你們可以指定、推薦任何有資質的公司，本人與該公司之間進行財務的聯系；也可以與你們實報實銷，接受財務審計。
本人身先士卒，率先垂範，無私奉獻，勇於奉獻，甘當鋪路石、道釘、鐵軌、螺絲釘、銷釘、枕木、基石，創建公益性質的就業見習基地、免費培訓基地、產業孵化基地，無償地用不可替代的方式鼓勵和支持任何人創業。
送你去觀看美國太空梭發射與返航，請你去按動核爆炸實驗的按鈕，你又能學到什麼？
必須全面調查社會現狀，要從基本設計依據學起，要知道根據功能採用何種結構，找到最佳的器材采購地點，熟悉具體的加工工藝過程，這才是完整、系統、全過程地學習進程。
用金融投資來拉動內需、增加就業機會就太俗套、太淺顯了、在目前的社會環境下也太腐敗了；人們所說的「充電」提升自己的能力，化學二次電源的充放電是有循環壽命的，容量要隨著充放電次數增加而遞減地！人是可以植入義齒，它與人們與生俱來的牙齒區別之一就是無天然的根基，要經常清理，而且不容易清理；我們要發掘新的商業空間，更換化學電源的活性物質、賦予新的反應機理。

以上舉措，能從根本上迅速提高全民素質，樹立嚴謹的科學態度，培訓鍛煉手工技巧，增強工業基礎，花費小，將學術騙子、經濟貪污詐騙犯滋生的土壤徹底清除，剝除他們崇高的偽裝，請你就在當地實施吧。

報告首長：
那就向領導匯報超前、前瞻、跨越時代的宏偉目標。

報告首長：
俺的回答世界領先，全球首創，舉世無雙，有膽識，開啟民智、功德無量！！！！

報告首長：
給你世界上最前衛、最先進的創意！！！！
顛覆全球歷史的革命創新！！！！！確保參觀者豁然開朗！

請示首長：
按照以上國家戰略治理科技館，每間經過整改的科技館，能對中國各方面的發展提供多大的貢獻？請用統計數字來表示為盼。