设计-结构教学课件作者车建明第7章.ppt

图7-23 返回 图7-24 返回 图7-25 返回 图7-26 返回 图7-27 返回 图7-28 返回 图7-29 返回 图7-30 返回 图7-31 返回 图7-32 返回 图7-33 返回 图7-34 返回 图7-35 返回 图7-36 返回 图7-37 返回 图7-38 返回 图7-39 返回 图7-40 返回 图7-41 返回 图7-42 返回 图7-43 返回 图7-44 返回 机器人的肌肉，日本的研究人员成功地用高分子材料的“人造肌肉”制成了一种机器鱼。这种机器鱼的游动不需要马达，而是通过电流驱动机器鱼腹部内的高分子材料使之来回收缩提供动力。 2.智能机器人的分类 智能机器人可按其主要功能分为下述几类。 (1) 水下机器人 其主要功能是进行海洋科学研究、海上石油开发、海洋资源及地质勘探、海底打捞救生衣及检查海底电缆铺设和维护情况等。已经开发的水下机器人各种各样，其中自治无缆水下机器人(AUV)性能比较好。AUV的能源来自自身携带的可充电电池、燃料电池、闭式柴油机等可携带能源。AUV潜水深，不怕电缆缠绕，不需要庞大的水面支持，可进入复杂的结构进行探测，并且具有安全、结构简单、尺寸小、质量轻、造价低等优点。AUV的关键技术有路径规划、决策、避障、导航、通信、故障诊断等。 7.3 机器人 上一页 下一页 返回 AUV的工作是根据各种传感器的测量信号，由机器人载体上携带的智能决策系统自治的指挥，完成各种机动航行、定位、探测、信息收集、作业操作等任务。图7-27是一种“机器蟹”，是由美国罗克威尔公司与IS机器人公司共同研制。它可以隐藏在海浪下面，在水中行走；当风浪大时，它可以隐藏在海底的泥沙中。它的主要工作是对付水雷。 (2)空中机器人 空中机器人主要应用于通信、气象、灾害监测、农业、地质、交通和广播电视等方面。空中机器人也有多种形式，其中仿昆虫飞行机器人已经成为机器人研究最为活跃的前沿领域。它与飞机有本质区别，它是在空气动力学与电子机械技术的基础上，仿造蜻蜓、苍蝇等昆虫拍翅飞行的原理进行模拟与仿制的。图7-28所示的微型飞行器是由美国加州理工大学与互依伦蒙特航空公司合作开发的一种质量仅为10g的小型扑翼机，其机翼由微型电机系统驱动，类似蜻蜓的翅膀，能搭载卫星摄像机、声音传感器等。 7.3 机器人 上一页 下一页 返回 (3)管道机器人 管道机器人又称为管道爬行器，可以沿管道内部或外部自动行走。其主要功能是监测管道使用情况(如腐蚀、破裂、焊缝质量等)和对管道进行各种作业操作(如喷涂、焊接、抛光、清扫等)。其爬行方式有轮式、履带式、支脚式。工作时，机器人携带多种传感器及操作机械，在计算机或遥控装置的控制下进行各种作业操作。图7-29是北京高校机械创新设计大赛中参赛的各种管道机器人作品。 (4)生活机器人 生活机器人主要包括医用机器人、家用服务机器人、娱乐机器人和导游机器人等。其中医用机器人主要功能是完成复杂的诊断与手术、进行无损检测，用于护理与康复等。它们能实现高精度、高可靠性的定位操作，具有高灵巧的机械手，以及人机交互导航控制等关键性技术。娱乐机器人主要功能是供人欣赏、娱乐，例如各种机器人宠物、玩具等。导游机器人主要可以用多种语言解说风景、回答游客问题等。 7.3 机器人 上一页 下一页 返回 (5)人形机器人 其形状与人相似，具有行走、操作、感知、记忆和自治等功能。是当前智能机器人研究领域中必威体育精装版的研究方向之一。图7-30所示为日本必威体育精装版研制的人形机器人ASIMO，它身高约120 cm，体重约43 kg，可以像人一样挥动手臂行走，可以上下楼梯，可以侧步走、倒退走，可以绕过障碍物。人形机器人将来可以替代人完成一些恶劣环境的工作，可以充当护理、向导、守卫等工作。 (6)小型机器人 小型机器人有袖珍型的和微型的，在生物工程、医学工程、超精密加工及测量等领域具有广阔的应用前景。美国哈佛大学已成功研制出7μm的血管探测器，它被植入血管后，会随血液的流动而缓慢移动，并将遇到的沉积和在血管壁上的脂肪等粉碎，使其渗出血管，进入肾脏，排出体外，使人体更加健康。 7.3 机器人 上一页 下一页 返回 我国浙江大学研制成功一种无损伤医用微型器，它能以悬浮方式进入肠道、食管等，不仅可以避免对人体各组织的损伤，而且运行速度快，速度控制也方便。上海交通大学成功研制出一种由12个蠕动元件组成的管道微型探测器，体积有35 mm，有12个自由度，由形状记忆合金与偏置弹簧组成驱动源，能实现在管内多方位运动，用于建筑物内狭窄管道的检测，如图7-31所示。图7-32所示为美国明尼苏达大学研究小组设计的小型机器人，体积比啤酒罐略小，它有两条手臂可以拖动身体，爬越楼梯或搬运物体。 7.3 机器人 上一页 返回 自行车是最普通，也是使用最普遍的一种交通工具。自行