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机器人的应用和发展前景

一、机器人产生的背景

机器人技术的发展，它应该说是一个科学技术发展共同的一

个综合性的结果，也同时，为社会经济发展产生了一个重大影响

的一门科学技术，它的发展归功于在第二次世界大战中，各国加

强了经济的投入，就加强了本国的经济的发展。

另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果，也是人类自

身发展的必然结果，那么人类的发展随着人们这种社会发展的情

况，人们越来越不断探讨自然过程中，在改造自然过程中，认识

自然过程中，实现人们对不可达世界的认识和改造，这也是人们

在科技发展过程中的一个客观需要。

二、机器人的应用领域

研制机器人的最初目的是为了帮助人们摆脱繁重劳动或简单

的重复劳动，以及替代人到有辐射等危险环境中进行作业，因此

机器人最早在汽车制造业和核工业领域得以应用。随着机器人技

术的不断发展，工业领域的焊接、喷漆、搬运、装配、铸造等场

合，己经开始大量使用机器人。另外在军事、海洋探测、航天、

医疗、农业、林业甚到服务娱乐行业，也都开始使用机器人。

从机器人的用途来分，可以分为两大类：军用机器人和民用

机器人。

军用机器人主要用于军事上代替或辅助军队进行作战、侦察、

探险等工作。根据不同的作战空间可分为地面军用机器人、空中

军用机器人(即无人飞行机)、水下军用机器人和空间军用机器人

等。军用机器人的控制方式一般有自主操控式、半自主操控式、

遥控式等多种方式。

在民用机器人中，各种生产制造领域中的工业机器人

在数量上占绝对多数，成为机器人家族中的主力军；其它各种种

类的机器人也开始在不同的领域得到研究开发和应用。总体看

来，若按用途分，民用机器人可以分为以下几个主要类别：

工业机器人

制造工业部门应用机器人的主要目的在于削减人员编制和提

高产品质量。机器人无论是否与其它机器一起运用，与传统的机

器相比，它具有两个主要优点：

1．生产过程的几乎完全自动化。

2．生产设备的高度适应能力。

现在工业机器人主要用于汽车工业、机电工业（包括电

讯工业）、通用机械工业、建筑业、金属加工、铸造以及其它重

型工业和轻工业部门。

机器人的工业应用分为四个方面，即材料加工、零件制

造、产品检验和装配。其中，材料加工往往是最简单的。零件制

造包括锻造、点焊、捣碎和铸造等。检验包括显式检验（在加工

过程中或加工后检验产品表面图像和几何形状、零件和尺寸的完

整性）和隐式检验（在加工中检验零件质量上或表面上的完整性）

两种。装配是最复杂的应用领域，因为它可能包含材料加工、在

线检验、零件供给、配套、剂压和紧固等工序。在农业方面，已

把机器人用于水果和蔬菜嫁接、收获、检验与分类，剪羊毛和挤

牛奶等。这是一个潜在的产业机器人应用领域。

服务机器人

在一些科幻影片、电视片或影碟中，多少具有外形的机器人

常被用来协助或代替人去执行人不乐意做或危险和困难的任务。

今天在现实生活中能够看到的最接近于人类的机器人可能要算

家用机器人了。家用机器人能够清扫地板而不碰到家具。不过它

的价格目前还较高，影响到它的推广应用。随着家用机器人造价

的大幅度降低，它将获得日益广泛的应用。

服务机器人尚处于开发及普及的早期阶段，目前国际

上对它还没有普遍承认的严格定义，它的定义是由操作型工业机

器人引伸而来的。根据国际机器人联合会（IFR）采用的初步定

义，所谓服务机器人是一种半自主或全自主工作的机器人，它完

成的是有益于人类健康的服务工作，但不包括那些从事生产的设

备。另一种定义把服务机器人看做一种可自由编程的移动装置，

它至少有三个运动轴，可以部分地或全自动地完成服务工作。这

些服务工作为个人或单位完成的，不指工业生产服务。

根据这个定义，操作型工业机器人也可以看作是服务

机器人，如果它们装备在非制造业的话。服务机器人往往是可以

移动的（并非总是移动的）。在某些情况下，服务机器人是由一

个移动平台构成，在它上面装有一只或几只手臂，其控制方式与

工业机器人手臂的控制方式相同。

研制用来为病人看病、护理病人和协助病残人员康复

的机器人能够极大地改善伤残疾病人员的状态，以及改善瘫痪者

（包括下肢及四肢瘫痪者）和被截肢者的生活条件。医用机器人

已应用于下列几方面：

（1）诊断机器人，即配备有医疗诊断专家系统的机器

人