10智能机器人

,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,Click to edit Master title style,10.,智能机器人,ENTER,10.1概述,10.2智能机,器,器人的,新,新型驱动元,件,件,本章主,要,要内容,10.3智能机,器,器人的,控,控制技,术,术,10.4智能机,器,器人的,视,视觉技,术,术,10.5智能机,器,器人的,发,发展与,展,展望,10.6机器人,焊,焊缝视,觉,觉跟踪,技,技术实,例,例,10.1概述,10.1.1智能机,器,器人技,术,术的形,成,成,10.1.2智能机,器,器人的,应,应用,10.1.3智能机,器,器人的,普,普及,章目录,智能机器人分类,传感型机器人,交互型机器人,自主型机器人,节目录,10.1.1智能机,器,器人技,术,术的形,成,成,章目录,视频,2,视频,4,视频,6,视频,8,视频,1,视频,3,视频,5,视频,7,视频,9,节目录,章目录,1958,年，,Shanonn,和,Minsky,：提出给计算机装上手,1961,年，麻省理工学院（,MIT,）林肯实验室：,MH,-,1,型智能机器人,1967,年：装有电视摄像机，由计算机控制的智能机器人,20,世纪,70,年代后：智能机器人的单元技术,节目录,章目录,10.1.2智能机,器,器人的,应,应用,智能机器人,高精度,高速度,高柔性,带视觉,节目录,章目录,10.1.3智能机,器,器人的,普,普及,20,世纪,90,年代，以装配机器人为先导产品，以电子、电气及精密机械制造为先导应用产业，进入普及应用阶段。,广泛采用视觉、力觉和其他传感技术，以提高机器人的智能水平。,20,世纪,90,年代，小型、微型智能机器人得到普及应用。,精度和重复精度更高，速度更快，成本更低。,本节完,10.2.1静电驱,动,动器,10.2智能机,器,器人的,新,新型驱动元,件,件,10.2.2形状记,忆,忆合金,驱,驱动器,10.2.3压电效,应,应驱动,器,器,10.2.4磁致伸,缩,缩驱动,器,器,10.2.5人工肌,肉,肉,章目录,10.2.1静电驱,动,动器,智能机器人驱动技术,电动机驱动,液压驱动,气压驱动,静电驱动,形状记忆合金驱动,压电驱动,磁致伸缩驱动,人工肌肉,节目录,章目录,静电驱,动,动器,节目录,章目录,功率质量比大。质量越小，优势越明显,机构简单,无污染和噪声,具有传感功能,低压驱动,形状记,忆,忆合金,特,特点,节目录,章目录,10.2.2形状记,忆,忆合金,驱,驱动器,形状记,忆,忆合金,（,（SMA）驱动,器,器的工作机理：,形状记,忆,忆合金,（,（SMA）驱动,器,器是利用,形,形状记,忆,忆合金,加,加热形,状,状恢复（,形,形状记,忆,忆效应,）,）时恢复力,对,对外作,功,功的特,性,性来产,生,生动作,和,和力的,热,热驱动,器,器。,逆压电,效,效应,节目录,10.2.3压电效,应,应驱动,器,器,章目录,节目录,10.2.4磁致伸,缩,缩驱动,器,器,1.磁致伸,缩,缩材料,当材料受,到,到压力,或,或张力,作,作用而,使,使材料,长,长度发,生,生变化,时,时，材,料,料内部,的,的磁化,状,状态也,随,随之改,变,变，这,种,种现象,称,称为磁,致,致伸缩,逆,逆效应,。,。,Laves相稀土-铁化合,物,物RFe2（R代表稀,土,土元素Tb、Dy、Ho、Er、Sm及Tm等）的磁致伸,缩,缩在室,温,温下是Fe、Ni等传统,磁,磁致伸,缩,缩材料,的,的100多倍，,这,这种材,料,料被称,为,为超磁,致,致伸缩,材,材料。,章目录,节目录,2.尺蠖式磁致,伸,伸缩驱,动,动器的,结,结构及,工,工作原,理,理,定子采用管状非磁性材料，并与圆柱形超磁致伸缩棒具有相同的直径。,当移动线圈通入电流且位置发生变化时，超磁致伸缩棒运动部分分别在纵向和径向方向上产生磁致伸缩应变，使超磁致伸缩棒交替伸缩，像虫子一样蠕动前进。,最大驱动力可达到,1000 N,，分辨率为,2 m,，速度可达,20 mm/s,。,章目录,节目录,10.2.5人工肌,肉,肉,人工肌肉,高分子凝胶,人工肌肉,形状记忆合,金人工肌肉,气动人工肌肉,章目录,本节完,10.3智能机,器,器人的,控,控制技,术,术,10.3.1智能机,器,器人的,模,模糊控,制,制,10.3.2智能机,器,器人的,人,人工神,经,经网络,控,控制,章目录,1.模糊控,制,制器的工作,原,原理,节目录,10.3.1智能机,器,器人的,模,模糊控,制,制,章目录,2.模糊控,制,制器的组成,章目录,节目录,1.人工神经元,10.3.2智能机,器,器人的,人,人工神,经,经网络,控,控制,节目录,章目录,2.人工神,经,经网络模型,BP网络：,GMDH网络：,节目录,章目录,3.神经网,络,络控制方,法,法,神经网络控制方法,神经网络监督控制,神经网络直接逆控制,神经网,络,络监督控制,节目录,章目录,本节完,10.4智能机,器,器人的,视,视觉技,术,术,10.4.1人的视,觉,觉原理,10.4.2机器人,视,视觉系,统,统的组,成,成,10.4.3图像的,预,预处理,10.4.4图像的,分,分割,10.4.5机器人,视,视觉系,统,统的应,用,用,章目录,节目录,10.4.1人的视,觉,觉原理,人的视,觉,觉系统,由,由眼球,组,组成的,光,光学系,统,统以及,视,视网膜,和,和视神,经,经组成,的,的视觉,信,信息通,路,路两大,部,部分构,成,成，它,是,是一个,平,平均半,径,径为20mm的球状,器,器官。,光线的,传,传输与,转,转换：,光线,透明角膜,瞳孔,视网膜,神经脉冲,神经元,章目录,机器人视觉系统的组成,光源,摄像机,电视摄像机,CCD,摄像机,节目录,10.4.2机器人,视,视觉系,统,统的组,成,成,章目录,节目录,10.4.3图像的,预,预处理,式中：f(x,y)输入图像；,F算子，定义,在,在某个,邻,邻域上；,g(x,y)经过算子计,算,算后的,图,图像。,章目录,以区域为对象进行分割,以物体边界为对象进行划分,节目录,10.4.4图像的,分,分割,章目录,节目录,10.4.5机器人,视,视觉系,统,统的应,用,用,搬运机器人,电路板制作自动生产线,导航系统,章目录,本节完,10.5智能机,器,器人的,发,发展与,展,展望,10.5.1智能机,器,器人的,发,发展趋,势,势,10.5.2智能机,器,器人的,发,发展展,望,望,章目录,智能机器人是具有感知、思维和动作的机器。,感知即指发现、认识和描述外部环境和自身状态的能力,思维是指机器人自身具有解决问题的能力,动作是指机器人具有可以完成作业的机构和驱动装置,章目录,视频,网络机器人,微型机器人,高智能机器人,变结构机器人,节目录,10.5.1智能机,器,器人的,发,发展趋,势,势,章目录,节目录,10.5.2智能机,器,器人的,发,发展展,望,望,研制具有人类外观特征，可以模拟人类行走与其他基本操作功能的类人型机器人一直是人类对机器人研究的梦想之一。,智能机器人已在军事、医疗、文娱、农业、林业、矿业等领域得到广泛应用。,医疗机器人是指辅助或代替医生进行医疗诊治及护理的机器人。,微型机器人是智能机器人的又一个重要方向。,章目录,本节完,10.6机器人,焊,焊缝视觉,跟踪技术实,例,例,章目录,1.焊缝跟踪系,统,统的构,成,成,节目录,章目录,2.焊缝图像分,析,析与处,理,理,焊缝原始图,像,像,焊,焊缝灰度图,像,像,节目录,章目录,（1）图像,增,增强,1）灰度,变,变换,2）中值,滤,滤波,焊缝中,值,值滤波,后,后的图,像,像灰度直方图,的,的包络,线,线,节目录,章目录,（2）图像分割,1）直方,图,图阈值变换,节目录,章目录,2）区域,生,生长,直方图,变,变换后,的,的图像区域生,长,长变换后,的,的图像,节目录,章目录,细化后,的,的区域生,长,长变换后,的,的图像灰度值曲面,图,图像,节目录,章目录,3）细化变换,B=B1，B2，Bn,节目录,章目录,（3）移动窗口分,割,割,Sobel边缘检,测,测图像灰度值曲面,图,图像,节目录,3.图像处,理,理的程序,实,实现,节目录,章目录,在多条间断焊缝分组焊接的情况下，塞拉门机器人焊接可以采用每组焊接前进行焊缝跟踪的间歇式跟踪方式；在非焊接情况下进行焊缝跟踪要配以适当的辅助光源，并要避免周围环境的强光等噪声对跟踪过程的干扰。同时，要采用适当分辨率的摄像机和视频采集卡，且摄像机以一定距离正对焊缝周围区域的表面采集图像。,对原始塞拉门框架焊缝图像采用了传统的灰度变换、中值滤波、阈值变换、区域生长变换、细化变换一系列处理，该方法提取出的焊缝中心位置信息，适应性和抗干扰能力差，且有时无法正确计算焊缝中心位置。,4.结论,节目录,章目录,移动窗口法能够弥补传统焊缝处理方法的诸多缺点，抗干扰能力强，能够准确地计算出当前焊缝与标准位置的偏差，且计算速度快。基于焊缝跟踪的轨道车辆塞拉门机器人焊接技术的应用，使塞拉门制造技术达到国内领先水平。,节目录,章目录,本章完,总目录,