[討論] 機器人的工作原理,非常詳細的解析

作者: arlous (arlous)   2017-03-12 04:24:12
多人一聽到“機器人”這三個字腦中就會浮現“外形酷炫”、“功能強大”、“高階”等
這些詞,認為機器人就和科幻電影裡的“終結者”一樣高階炫酷。其實不然,在本文中,
我們將探討機器人學的基本概念,並瞭解機器人是如何完成它們的任務的。
1 機器人的組成部分
從最基本的層面來看,人體包括五個主要組成部分:
·身體結構
·肌肉系統,用來移動身體結構
·感官系統,用來接收有關身體和周圍環境的資訊
·能量源,用來給肌肉和感官提供能量
·大腦系統,用來處理感官資訊和指揮肌肉運動
當然,人類還有一些無形的特徵,如智慧和道德,但在純粹的物理層面上,此列表已經相
當完備了。
機器人的組成部分與人類極為類似。一個典型的機器人有一套可移動的身體結構、一部類
似於馬達的裝置、一套感測系統、一個電源和一個用來控製所有這些要素的計算機“大腦
”。從本質上講,機器人是由人類製造的“動物”,它們是模仿人類和動物行為的機器。
仿生袋鼠機器人
機器人的定義範圍很廣,大到工廠服務的工業機器人,小到居家打掃機器人。按照目前最
寬泛的定義,如果某樣東西被許多人認為是機器人,那麼它就是機器人。許多機器人專家
(製造機器人的人)使用的是一種更為精確的定義。他們規定,機器人應具有可重新程式
設計的大腦(一臺計算機),用來移動身體。
根據這一定義,機器人與其他可移動的機器(如汽車)的不同之處在於它們的計算機要素
。許多新型汽車都有一臺車載計算機,但隻是用它來做微小的調整。駕駛員通過各種機械
裝置直接控製車輛的大多數部件。而機器人在物理特性方面與普通的計算機不同,它們各
自連線著一個身體,而普通的計算機則不然。
大多數機器人確實擁有一些共同的特性
首先,幾乎所有機器人都有一個可以移動的身體。有些擁有的隻是機動化的輪子,而有些
則擁有大量可移動的部件,這些部件一般是由金屬或塑料製成的。與人體骨骼類似,這些
獨立的部件是用關節連線起來的。
機器人的輪與軸是用某種傳動裝置連線起來的。有些機器人使用馬達和螺線管作為傳動裝
置;另一些則使用液壓系統;還有一些使用氣動系統(由壓縮氣體驅動的系統)。機器人
可以使用上述任何類型的傳動裝置。金屬加工真不錯。
其次,機器人需要一個能量源來驅動這些傳動裝置。大多數機器人會使用電池或牆上的電
源插座來供電。此外,液壓機器人還需要一個泵來為液體加壓,而氣動機器人則需要氣體
壓縮機或壓縮氣罐。
所有傳動裝置都通過導線與一塊電路相連。該電路直接為電動馬達和螺線圈供電,並操縱
電子閥門來啟動液壓系統。閥門可以控製承壓流體在機器內流動的路徑。比如說,如果機
器人要移動一隻由液壓驅動的腿,它的控製器會開啟一隻閥門,這隻閥門由液壓泵通向腿
上的活塞筒。承壓流體將推動活塞,使腿部向前旋轉。通常,機器人使用可提供雙向推力
的活塞,以使部件能向兩個方向活動。
機器人的計算機可以控製與電路相連的所有部件。為了使機器人動起來,計算機會開啟所
有需要的馬達和閥門。大多數機器人是可重新程式設計的。如果要改變某部機器人的行為
,您隻需將一個新的程式寫入它的計算機即可。
並非所有的機器人都有感測系統。很少有機器人具有視覺、聽覺、嗅覺或味覺。機器人擁
有的最常見的一種感覺是運動感,也就是它監控自身運動的能力。在標準設計中,機器人
的關節處安裝著刻有凹槽的輪子。在輪子的一側有一個發光二極體,它發出一道光束,穿
過凹槽,照在位於輪子另一側的光感測器上。當機器人移動某個特定的關節時,有凹槽的
輪子會轉動。在此過程中,凹槽將擋住光束。光學感測器讀取光束閃動的模式,並將資料
傳送給計算機。計算機可以根據這一模式準確地計算出關節已經旋轉的距離。計算機滑鼠
中使用的基本系統與此相同。你想表達什麼
來源:http://pcdailyon.com/20170311_242976.html
作者: olmtw (支持htc,支持台灣貨)   2017-03-12 08:13:00
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