4.4 机器人的应用
大纲
1. 工业机器人在制造业中的应用
2. 移动机器人在非结构环境中的应用
3. 对人类产生重大影响的十个机器人
2
1. 工业机器人在制造业中的应用ADEPT
机器人
SCARA机器人
3
ADEPT 机器人
SCARA Cobra 机器人可以用于10级洁净空间
4
1.
工业机器人在制造业中的应用ADEPT 机器人
直角坐标机器人
5
1.
工业机器人在制造业中的应用ADEPT 机器人
关节型机器人
6
1. 工业机器人在制造业中的应用FANUC
机器人
7
1. 工业机器人在制造业中的应用Click to edit text stylesFANUC 机器人－
yellow
弧焊机器人智能搬运机器人点焊机器人
8
1. 工业机器人在制造业
中的应用
FANUC 机器人
外部摄像头确定TCP
根据CAD离线编程9
1. 工业机器人在制造业中的应用FANUC 机器人－智能
intelligence
力传感器：精密地寻找位置并插入零件
高灵敏度碰撞检测：末端执
行器感知周围世界
多关节协调工作：处理重物的搬
运等特殊任务
10
1.
工业机器人在制造业中的应用
FANUC 机器人－智能intelligence
三维激光视觉传感器：
工件可以任意堆叠
工件箱
点焊生
产线
11
1.
工业机器人在制造业中的应用
FANUC 机器人
力传感器
12
1.
工业机器人在制造业中的应用
FANUC 机器人
力传感器－离合器装配应用
通过力传感控制检测齿轮中心
通过相位匹配插入多层（4－6）齿轮
圆柱零件装配
13
1.
工业机器人在制造业中的应用
FANUC 机器人
14
1.
工业机器人在制造业中的应用
ABB 机器人
15
1. 工业机器人在制造业中的应用
MOTO MAN
机器人
MOTO MAN DA91C
紧凑的双臂机器人同时做多项工作双手臂共有11个自由度
重复精度0.1mm，负载9kg/手臂
16
1. 工业机器人在制造业中的应用
MOTO MAN
机器人
MOTO MAN IA20
7关节冗余自由度机器人
机械手更加灵活，适用于狭窄空间作业
17
1.
工业机器人在制造业中的应用
Cincinnati Milacron机器人
18
移动机器人在非结构环境中的应用
空间机器人
20
2.
2.
移动机器人在非结构环境中的应用
空间机器人
索杰纳是一辆自主式的机器人车辆，同时又可从地面对它进行遥控。该车的尺寸为630mm×480mm，车轮直径13cm，上面装有不锈钢防滑链条。机器人车有6个车轮，每个车轮均为独立悬挂，其传动比为2000：1，因而能在各种复杂的地形上行驶，特别是在软沙地上。车的前后均有独立的转向机构。正常驱动功率要求为10瓦时，最大速度为0.4米/秒。21
2.移动机器人在非结构环境中的应用
空间机器人
Marsrover :勇气号和机遇号
22
2.移动机器人在非结构环境中的应用
空间机器人
2005年1月初，美国宇航局的机器和人类探索火星路线图委员会召开了第一次会议。按照美国目前的探索火星路线图，今年8月份将发射“火星侦察环绕者”探测器，2007年发射“凤凰号”登陆探测器；2009年发射火星科学实验室，能够对甲烷作出高灵敏度、高精确度的探测；2013年到2020年间还将发射能够将火星物质样本带回地球的探测器。最终
的目标是以血肉之躯的宇航员代替钢筋铁骨的机器人，登陆火星。23
2.
移动机器人在非结构环境中的应用
空间机器人
美国麻省理工大学的科学家正研制新一代火星探测器，接替现有勇气号和机遇号火星漫步机器人。目前火星探测器体积庞大，无法对洞穴、裂缝以及隐蔽的地点进行研究。科研人员计划开发一种只有网球大小的微型机器人，这种机器人体内装有照相机、分光计等仪器设备。
24
2.
移动机器人在非结构环境中的应用
空间机器人
英国伦敦自然科学博物馆展示“火
星漫游者”机器人模型“Bridget”。它
与将于2011年用于火星的探测器
“火星漫游者”几乎一模一样。
25
2.
移动机器人在非结构环境中的应用
空间机器人
the Space Station Remote Manipulator
System (SSRMS)
SSRMS在肯尼迪宇
航中心
Canadarm–空间站上的机器人
SSRMS－Canadarm2 26
2.
移动机器人在非结构环境中的应用
水下机器人
水下机器人又称为水下无人潜器，分为遥控、半自治及自治型。水下机器人是典型的军民两用技术，不仅可用于海上资源的勘探和开发，而且在海战中也有不可替代的作用。
在美国众多的水下机器人中，“阿尔文”号的地位比较特殊，它每年有200多天在水下“工作”。目前“阿尔文”号已经进行了3500次多种海洋科学探索，1966年曾经在地中海850米深的海底找到了一颗遗失的氢弹。“阿尔文”号也成功地探寻到沉睡多年的“泰坦尼克”号。27
2.
移动机器人在非结构环境中的应用
水下机器人
美国的ABE
水下机器人
Oberon –澳大利亚水下机器人
28
2.
移动机器人在非结构环境中的应用
水下机器人
上海交通大学研制的海龙3500水下机器人，它没有封闭的操作仓，所有仪器和设备都暴露的海水中，使海水可以自由通过海龙的身体，这种开放式设计，能够有效地避免深海的强大水压。海龙共有7个推进器，4个水平推进器和3个垂直推进器提供了强大的动力，海龙的前进后退速度3.5节，上下速度分别为1.8和2.2节，能够在50分钟内迅速下潜3500米29
2.移动机器人在非结构环境中的应用
水下机器人
CR-01 A 6000m无人无缆遥控潜器AUV。它借助了俄罗斯有关技术力量，其中后者设计深度6000m。1995年10月，在夏威夷附近海域，成功地下潜到5300m，拍摄到海底锰结核矿分布情况，海底地势等重要图片，收集到大量珍贵数据。同时，也使我国成为继美、法、俄、日等国之后，能研制6000m深潜器的国家之一，为今后大洋锰核矿探测和大规模开采，创造了
先决条件。
30
移动机器人在非结构环境中的应用
水下机器人
中国科学院沈阳自动化所自主开展研发的“混合型水下机器人(ARV)关键技术研究”及“水下滑翔机器人研究”顺利通过验收。
ARV是一种集自治水下机器人(AUV)和遥控水下机器人(ROV)技术特点于一身的新概念水下机器人。既可以作为AUV使用，进行大范围的水下调查，也可以作为ROV使用，进行小范围精确调查和作业。与传统的AUV相比，ARV可以携带机械手，增加了作业能力，而与传统的ROV相比，ARV将作业范围从几百米扩展到几公里。312.
2.移动机器人在非结构环境中的应用
爬行机器人
足式爬行机器人
32
移动机器人在非结构环境中的应用
爬行机器人
轮式爬行机器人KORYU-II332.
2.
移动机器人在非结构环境中的应用
爬行机器人
iRobot-LE PalmPilotRobot Kit
34
移动机器人在非结构环境中的应用
爬行机器人
履带式爬行机器人
352.
2.移动机器人在非结构环境中的应用
爬行机器人
爬壁机器人
36
2.
移动机器人在非结构环境中的应用
仿人机器人
HONDA 拟人机器人HONDA P3机器人机器人
37HONDA ASIMO
2.
移动机器人在非结构环境中的应用
仿人机器人
日本的娱乐机器人韩国机器人警察
38
移动机器人在非结构环境中的应用
娱乐机器人
Sony‘s Aibo机器狗
392.
移动机器人在非结构环境中的应用
娱乐机器人
英格兰西南的艾塞克斯大学的研究小组研制的机器鱼
402.
对人类产生重大影响的十个机器人
01、机器人斯坦利（STANLEY）：斯坦福车队的自动驾驶汽车“斯坦利”由大众途锐汽车改装而成，可以对任何地形进行扫描，挑选适于行驶的路线，并自行调整方向。拥有各种先进技术的“斯坦利”取得了“沙漠拉力赛”
的最后胜利
413.
02、铁臂阿童木：阿童木1951年首次亮相。激光指套、屁股上有加农炮、红色靴子喷射出的火箭动力装置，可爱的阿童木凭借这些法宝与罪犯作战。它的形象整整影响了一代儿童的成长，某些人长大后成为机器人研究人员。日本之所以能在机器人发展领域
处于世界前沿，阿童木功不可没。
42
03、“勇气”号和“机遇”号：某些机器人只能坐在实验室里供研究人员进行研究，但“勇气”号和“机遇”号不是这样，它们于2004年登陆红色星球火星时，人们预计它们只能维持3个月的“寿命”，然而，这两个流浪汉2年后仍然“健在”，每天分别向地球发回100兆位的数据。
43
04、机器人罗比（Robby）：1956年的电影《禁忌星球》中的机器人罗比，原形来自莎士比亚作品《暴风雨》中那个纤弱的奴隶阿里尔。虽然时代久远，但罗比并没有被人们遗忘，几十年来，
它的形象一直是其它机器人模仿的对象。
44
05、机器人沙基（Shakey）：斯坦福国际研究院开发的机器人Shakey有点笨，经常做出荒谬的举动。但这款1972年制造的机器人终究被载入史册，成为第一个运用逻辑思维自行定位物体，并在物体周围移动
的智能机器人。
45
06、QRIO舞蹈机器人：机器人QRIO会跳日本传统舞蹈，可以跑，跳，爬楼梯。该款由索尼设计，使用最新技术的机器人2003年首次亮相，充当企业大使。索尼公司可能有一天会向娱乐业出售这种机器人。歌手贝克最近在他的MTV《Hell Yes》中“邀请”了6个QRIO
参与演出。46
07、机械骑士：莱昂纳多·达芬奇1495年的设计算得上人类的第一个机器人。这个穿着盔甲的中世纪法国骑士模型是用铰链连接而成，可以坐起来，挥动手臂，甚至可能会说话。500年后，工程师马克·罗塞姆
利用达芬奇的图纸复制了一个可活动的小型骑士模型。47
08、达芬奇外科手术系统：未来的人们可能要机器人为自己做外科手术。“Credit Intuitive Surgical”公司的“2000”机器人由机械臂、摄像头和其它医疗工具组成。医生可以利用远程遥控技术，对病人进行外科手术。这套“达芬奇外科手术系统”的精确度超过操作手术刀的医生。根据研究显示，使用该
系统的病人失血很少，复原也很快。
48
09、DanteII：1993年火山爆发中，8名火山研究人员遇难。在此之后，人们开始使用机器人参与危险的火山研究工作。第二年，CMU的DanteII钻进阿拉斯加州还在冒着热气的斯普尔火山内收集数据。虽然数据还没上传前，它就掉下去了，但不管怎么说，DanteII仍是人类第一个“成功”
的陆地探测机器人。
49
10、斯坦福货车：2005年“大挑战”（世界上独一无二的无人驾驶汽车的赛事）的完成者、无人驾驶飞机系统、《霹雳游侠》中的基特，都应该对詹姆士·亚当斯和汉斯·莫拉维克的斯坦福运货车表示敬意。早在1979年，这辆斯坦福货车便在放满了椅子的房间里自行穿行，没有碰到一把椅子！这是自动导航车辆所取得的标志性成就。当然，它完成这项穿行任务也用掉了大约5
个小时。50
4.4 机器人的应用
大纲
1. 工业机器人在制造业中的应用
2. 移动机器人在非结构环境中的应用
3. 对人类产生重大影响的十个机器人
2
1. 工业机器人在制造业中的应用ADEPT
机器人
SCARA机器人
3
ADEPT 机器人
SCARA Cobra 机器人可以用于10级洁净空间
4
1.
工业机器人在制造业中的应用ADEPT 机器人
直角坐标机器人
5
1.
工业机器人在制造业中的应用ADEPT 机器人
关节型机器人
6
1. 工业机器人在制造业中的应用FANUC
机器人
7
1. 工业机器人在制造业中的应用Click to edit text stylesFANUC 机器人－
yellow
弧焊机器人智能搬运机器人点焊机器人
8
1. 工业机器人在制造业
中的应用
FANUC 机器人
外部摄像头确定TCP
根据CAD离线编程9
1. 工业机器人在制造业中的应用FANUC 机器人－智能
intelligence
力传感器：精密地寻找位置并插入零件
高灵敏度碰撞检测：末端执
行器感知周围世界
多关节协调工作：处理重物的搬
运等特殊任务
10
1.
工业机器人在制造业中的应用
FANUC 机器人－智能intelligence
三维激光视觉传感器：
工件可以任意堆叠
工件箱
点焊生
产线
11
1.
工业机器人在制造业中的应用
FANUC 机器人
力传感器
12
1.
工业机器人在制造业中的应用
FANUC 机器人
力传感器－离合器装配应用
通过力传感控制检测齿轮中心
通过相位匹配插入多层（4－6）齿轮
圆柱零件装配
13
1.
工业机器人在制造业中的应用
FANUC 机器人
14
1.
工业机器人在制造业中的应用
ABB 机器人
15
1. 工业机器人在制造业中的应用
MOTO MAN
机器人
MOTO MAN DA91C
紧凑的双臂机器人同时做多项工作双手臂共有11个自由度
重复精度0.1mm，负载9kg/手臂
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1. 工业机器人在制造业中的应用
MOTO MAN
机器人
MOTO MAN IA20
7关节冗余自由度机器人
机械手更加灵活，适用于狭窄空间作业
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1.
工业机器人在制造业中的应用
Cincinnati Milacron机器人
18
移动机器人在非结构环境中的应用
空间机器人
20
2.
2.
移动机器人在非结构环境中的应用
空间机器人
索杰纳是一辆自主式的机器人车辆，同时又可从地面对它进行遥控。该车的尺寸为630mm×480mm，车轮直径13cm，上面装有不锈钢防滑链条。机器人车有6个车轮，每个车轮均为独立悬挂，其传动比为2000：1，因而能在各种复杂的地形上行驶，特别是在软沙地上。车的前后均有独立的转向机构。正常驱动功率要求为10瓦时，最大速度为0.4米/秒。21
2.移动机器人在非结构环境中的应用
空间机器人
Marsrover :勇气号和机遇号
22
2.移动机器人在非结构环境中的应用
空间机器人
2005年1月初，美国宇航局的机器和人类探索火星路线图委员会召开了第一次会议。按照美国目前的探索火星路线图，今年8月份将发射“火星侦察环绕者”探测器，2007年发射“凤凰号”登陆探测器；2009年发射火星科学实验室，能够对甲烷作出高灵敏度、高精确度的探测；2013年到2020年间还将发射能够将火星物质样本带回地球的探测器。最终
的目标是以血肉之躯的宇航员代替钢筋铁骨的机器人，登陆火星。23
2.
移动机器人在非结构环境中的应用
空间机器人
美国麻省理工大学的科学家正研制新一代火星探测器，接替现有勇气号和机遇号火星漫步机器人。目前火星探测器体积庞大，无法对洞穴、裂缝以及隐蔽的地点进行研究。科研人员计划开发一种只有网球大小的微型机器人，这种机器人体内装有照相机、分光计等仪器设备。
24
2.
移动机器人在非结构环境中的应用
空间机器人
英国伦敦自然科学博物馆展示“火
星漫游者”机器人模型“Bridget”。它
与将于2011年用于火星的探测器
“火星漫游者”几乎一模一样。
25
2.
移动机器人在非结构环境中的应用
空间机器人
the Space Station Remote Manipulator
System (SSRMS)
SSRMS在肯尼迪宇
航中心
Canadarm–空间站上的机器人
SSRMS－Canadarm2 26
2.
移动机器人在非结构环境中的应用
水下机器人
水下机器人又称为水下无人潜器，分为遥控、半自治及自治型。水下机器人是典型的军民两用技术，不仅可用于海上资源的勘探和开发，而且在海战中也有不可替代的作用。
在美国众多的水下机器人中，“阿尔文”号的地位比较特殊，它每年有200多天在水下“工作”。目前“阿尔文”号已经进行了3500次多种海洋科学探索，1966年曾经在地中海850米深的海底找到了一颗遗失的氢弹。“阿尔文”号也成功地探寻到沉睡多年的“泰坦尼克”号。27
2.
移动机器人在非结构环境中的应用
水下机器人
美国的ABE
水下机器人
Oberon –澳大利亚水下机器人
28
2.
移动机器人在非结构环境中的应用
水下机器人
上海交通大学研制的海龙3500水下机器人，它没有封闭的操作仓，所有仪器和设备都暴露的海水中，使海水可以自由通过海龙的身体，这种开放式设计，能够有效地避免深海的强大水压。海龙共有7个推进器，4个水平推进器和3个垂直推进器提供了强大的动力，海龙的前进后退速度3.5节，上下速度分别为1.8和2.2节，能够在50分钟内迅速下潜3500米29
2.移动机器人在非结构环境中的应用
水下机器人
CR-01 A 6000m无人无缆遥控潜器AUV。它借助了俄罗斯有关技术力量，其中后者设计深度6000m。1995年10月，在夏威夷附近海域，成功地下潜到5300m，拍摄到海底锰结核矿分布情况，海底地势等重要图片，收集到大量珍贵数据。同时，也使我国成为继美、法、俄、日等国之后，能研制6000m深潜器的国家之一，为今后大洋锰核矿探测和大规模开采，创造了
先决条件。
30
移动机器人在非结构环境中的应用
水下机器人
中国科学院沈阳自动化所自主开展研发的“混合型水下机器人(ARV)关键技术研究”及“水下滑翔机器人研究”顺利通过验收。
ARV是一种集自治水下机器人(AUV)和遥控水下机器人(ROV)技术特点于一身的新概念水下机器人。既可以作为AUV使用，进行大范围的水下调查，也可以作为ROV使用，进行小范围精确调查和作业。与传统的AUV相比，ARV可以携带机械手，增加了作业能力，而与传统的ROV相比，ARV将作业范围从几百米扩展到几公里。312.
2.移动机器人在非结构环境中的应用
爬行机器人
足式爬行机器人
32
移动机器人在非结构环境中的应用
爬行机器人
轮式爬行机器人KORYU-II332.
2.
移动机器人在非结构环境中的应用
爬行机器人
iRobot-LE PalmPilotRobot Kit
34
移动机器人在非结构环境中的应用
爬行机器人
履带式爬行机器人
352.
2.移动机器人在非结构环境中的应用
爬行机器人
爬壁机器人
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2.
移动机器人在非结构环境中的应用
仿人机器人
HONDA 拟人机器人HONDA P3机器人机器人
37HONDA ASIMO
2.
移动机器人在非结构环境中的应用
仿人机器人
日本的娱乐机器人韩国机器人警察
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移动机器人在非结构环境中的应用
娱乐机器人
Sony‘s Aibo机器狗
392.
移动机器人在非结构环境中的应用
娱乐机器人
英格兰西南的艾塞克斯大学的研究小组研制的机器鱼
402.
对人类产生重大影响的十个机器人
01、机器人斯坦利（STANLEY）：斯坦福车队的自动驾驶汽车“斯坦利”由大众途锐汽车改装而成，可以对任何地形进行扫描，挑选适于行驶的路线，并自行调整方向。拥有各种先进技术的“斯坦利”取得了“沙漠拉力赛”
的最后胜利
413.
02、铁臂阿童木：阿童木1951年首次亮相。激光指套、屁股上有加农炮、红色靴子喷射出的火箭动力装置，可爱的阿童木凭借这些法宝与罪犯作战。它的形象整整影响了一代儿童的成长，某些人长大后成为机器人研究人员。日本之所以能在机器人发展领域
处于世界前沿，阿童木功不可没。
42
03、“勇气”号和“机遇”号：某些机器人只能坐在实验室里供研究人员进行研究，但“勇气”号和“机遇”号不是这样，它们于2004年登陆红色星球火星时，人们预计它们只能维持3个月的“寿命”，然而，这两个流浪汉2年后仍然“健在”，每天分别向地球发回100兆位的数据。
43
04、机器人罗比（Robby）：1956年的电影《禁忌星球》中的机器人罗比，原形来自莎士比亚作品《暴风雨》中那个纤弱的奴隶阿里尔。虽然时代久远，但罗比并没有被人们遗忘，几十年来，
它的形象一直是其它机器人模仿的对象。
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05、机器人沙基（Shakey）：斯坦福国际研究院开发的机器人Shakey有点笨，经常做出荒谬的举动。但这款1972年制造的机器人终究被载入史册，成为第一个运用逻辑思维自行定位物体，并在物体周围移动
的智能机器人。
45
06、QRIO舞蹈机器人：机器人QRIO会跳日本传统舞蹈，可以跑，跳，爬楼梯。该款由索尼设计，使用最新技术的机器人2003年首次亮相，充当企业大使。索尼公司可能有一天会向娱乐业出售这种机器人。歌手贝克最近在他的MTV《Hell Yes》中“邀请”了6个QRIO
参与演出。46
07、机械骑士：莱昂纳多·达芬奇1495年的设计算得上人类的第一个机器人。这个穿着盔甲的中世纪法国骑士模型是用铰链连接而成，可以坐起来，挥动手臂，甚至可能会说话。500年后，工程师马克·罗塞姆
利用达芬奇的图纸复制了一个可活动的小型骑士模型。47
08、达芬奇外科手术系统：未来的人们可能要机器人为自己做外科手术。“Credit Intuitive Surgical”公司的“2000”机器人由机械臂、摄像头和其它医疗工具组成。医生可以利用远程遥控技术，对病人进行外科手术。这套“达芬奇外科手术系统”的精确度超过操作手术刀的医生。根据研究显示，使用该
系统的病人失血很少，复原也很快。
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09、DanteII：1993年火山爆发中，8名火山研究人员遇难。在此之后，人们开始使用机器人参与危险的火山研究工作。第二年，CMU的DanteII钻进阿拉斯加州还在冒着热气的斯普尔火山内收集数据。虽然数据还没上传前，它就掉下去了，但不管怎么说，DanteII仍是人类第一个“成功”
的陆地探测机器人。
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10、斯坦福货车：2005年“大挑战”（世界上独一无二的无人驾驶汽车的赛事）的完成者、无人驾驶飞机系统、《霹雳游侠》中的基特，都应该对詹姆士·亚当斯和汉斯·莫拉维克的斯坦福运货车表示敬意。早在1979年，这辆斯坦福货车便在放满了椅子的房间里自行穿行，没有碰到一把椅子！这是自动导航车辆所取得的标志性成就。当然，它完成这项穿行任务也用掉了大约5
个小时。50