还剩28页未读,继续阅读
本资源只提供10页预览,全部文档请下载后查看!喜欢就下载吧,查找使用更方便
文本内容:
机器人词汇教学课件什么是机器人?机器人的定义机器人(Robot)是一种能够自动执行任务的机械装置,它通常由计算机程序控制,能够感知环境、做出决策并执行相应的动作机器人可以替代人类完成危险、繁重或重复性的工作,提高生产效率和产品质量机器人具有可编程性(Programmable)、多功能性(Versatile)和适应性(Adaptive)等特点,使其能够在各种环境中执行不同的任务随着技术的发展,现代机器人正变得越来越智能和自主机器人学(Robotics)是研究机器人设计、制造、操作和应用的科学与工程学科它结合了机械工程、电子工程、计算机科学、控制理论等多个领域的知识,是一门高度跨学科的研究领域机器人的发展历史1年代1920机器人(Robot)一词最早出现在捷克作家卡雷尔·恰佩克(KarelČapek)1920年的科幻剧本《罗素姆的万能机器人》(R.U.R.)中,源自捷克语robota,意为强制劳动或苦工这标志着机器人概念正式进入公众视野2年代1940科幻作家艾萨克·阿西莫夫(Isaac Asimov)在其作品中提出了著名的机器人三大法则,为机器人伦理学奠定了理论基础
1.机器人不得伤害人类,或因不作为而使人类受到伤害;
2.机器人必须服从人类的命令,除非与第一法则冲突;
3.机器人必须保护自己的存在,除非与第一或第二法则冲突3年代1950-1980第一代工业机器人问世,如1954年美国发明家乔治·德沃尔(George Devol)设计的程序化物品传送装置,后来成为第一台商业化工业机器人Unimate这一时期,机器人主要应用于工业自动化领域,执行简单、重复的任务4年至今1990机器人为什么重要?提高工作效率与精度适应危险或重复性工作环境机器人能够24小时不间断工作,不会疲机器人可以替代人类在危险、有毒或极端劳,执行任务的速度和精度远超人类在环境中工作,如核辐射区域、深海、太空工业生产线上,机器人可以显著提高生产或灾难现场同时,机器人特别适合执行效率和产品质量,减少误差和废品率例重复性、单调的任务,这些任务对人类工如,在电子产品制造中,机器人可以以微人来说容易导致疲劳和出错,而机器人可米级精度放置微小元件,人类难以实现如以保持一致的性能此高的精度扩展人类能力,辅助生活和生产机器人技术可以增强人类的能力,例如外骨骼机器人可以帮助残障人士行走,手术机器人可以提高手术精度在日常生活中,智能家居机器人可以辅助家务,照顾老人和儿童;在农业领域,农业机器人可以实现精准种植和收获,提高土地利用率和产量随着人工智能和机器学习技术的进步,机器人正逐渐具备学习、适应和自主决策的能力,使其在更复杂的场景中发挥作用机器人技术的发展不仅提高了生产效率,也创造了新的就业机会和产业形态,推动了经济和社会的发展机器人基本组成部分执行器()Actuator控制器()机器人的肌肉,将电能、液压或气动能转换为Controller机械运动,驱动机器人的各个部位活动常见的机器人的大脑,负责处理信息、做出决策并控执行器包括电机、气缸和液压缸等制各部件协调工作通常包括中央处理器、存储器和通信接口等组件传感器()Sensor机器人的感官,用于收集环境信息和机器人自身状态包括视觉、听觉、触觉、位置、速度等各类传感器,为控制器提供决策依据末端执行器()End Effector机械臂末端的工具,根据不同任务需求可以是机械臂()Manipulator夹具、吸盘、焊枪、喷涂器等,直接与工作对象机器人的手臂,由多个关节和连杆组成,用于接触互动执行抓取、搬运、装配等操作机械臂的设计决定了机器人的工作空间和灵活性这五个基本组成部分相互配合,使机器人能够感知环境、处理信息、做出决策并执行动作不同类型的机器人可能会有所差异,但这些核心组件通常都会存在了解这些基本组成部分及其功能,是掌握机器人工作原理的基础控制器()Controller控制器的功能与特点控制器是机器人的中央处理单元,相当于机器人的大脑它负责协调机器人的所有动作,处理来自传感器的输入信息,执行预设的程序指令,并向执行器发送控制信号现代机器人控制器通常基于微处理器或微控制器,配备专用的操作系统和软件,能够实现复杂的算法和功能根据应用需求,控制器可以从简单的单片机到复杂的多处理器系统,功能和性能差异很大控制器的主要组成部分•中央处理器(CPU)执行程序指令,进行数据处理和计算•存储器包括程序存储器(ROM)和数据存储器(RAM)•输入/输出接口与传感器、执行器和外部设备通信•电源管理系统提供稳定的电源供应•通信模块支持有线或无线通信控制器的类型•PLC(可编程逻辑控制器)常用于工业自动化系统•嵌入式控制器体积小,功耗低,适用于移动机器人•PC基控制器基于个人电脑,功能强大,适合研发和测试•分布式控制系统多个控制器协同工作,适用于复杂系统控制方法•开环控制(Open-loop Control)不考虑执行结果的反馈•闭环控制(Closed-loop Control)通过反馈调整控制输出•自适应控制(Adaptive Control)能够根据环境变化调整控制策略•学习控制(Learning Control)通过经验积累优化控制性能执行器()Actuator电动执行器液压执行器电动执行器是最常见的机器人驱动装置,通过电能驱动各类电液压执行器利用液体压力产生机械力,具有功率密度高、输出机产生旋转或线性运动主要类型包括力大的特点,适用于需要大力矩的场合•直流电机(DC Motor)结构简单,控制方便,适用于•液压缸(Hydraulic Cylinder)产生线性运动,可输精度要求不高的场合出极大的力量•步进电机(Stepper Motor)能精确控制角度,适合•液压马达(Hydraulic Motor)产生旋转运动,扭矩定位应用大,速度可调•伺服电机(Servo Motor)具有高精度位置控制能优点力量大,动作平稳;缺点系统复杂,容易泄漏,需要力,广泛用于工业机器人维护•无刷直流电机(Brushless DCMotor)效率高,寿命长,维护成本低气动执行器气动执行器利用压缩空气产生机械力,具有反应速度快、结构简单的特点•气缸(Pneumatic Cylinder)产生线性运动,速度快,结构简单•气动马达(Pneumatic Motor)产生旋转运动,功率较小•气动肌肉(Pneumatic Muscle)模仿生物肌肉收缩原理,柔性好优点清洁、安全、成本低;缺点精度较低,难以精确控制执行器的选择取决于机器人的应用场景、负载要求、精度需求、能源可用性和成本等因素在实际应用中,不同类型的执行器可能会组合使用,以发挥各自的优势随着材料科学和控制技术的发展,新型执行器如压电执行器、形状记忆合金执行器和人工肌肉等也在不断涌现传感器()Sensor传感器的作用传感器是机器人感知环境和自身状态的感官,它将物理信息转换为控制器可以处理的电信号通过传感器,机器人能够看到、听到、感知到周围环境,并据此做出相应的反应和决策传感器的性能和精度直接影响机器人的感知能力和工作效果常见传感器类型•视觉传感器(Vision Sensor)包括摄像头、红外相机、3D深度相机等,用于获取环境的图像信息•距离传感器(Distance Sensor)如超声波传感器、激光雷达、红外测距传感器等,用于测量与物体的距离•触觉传感器(Tactile Sensor)模拟人类触觉,感知接触力和压力•力/扭矩传感器(Force/Torque Sensor)测量施加的力和扭矩,用于精确控制机器人与环境的交互•惯性测量单元(IMU)包含加速度计和陀螺仪,用于测量机器人的姿态和运动状态•位置编码器(Position Encoder)测量机器人关节的角度或位移•温度传感器(Temperature Sensor)监测机器人内部或环境温度•声音传感器(Audio Sensor)如麦克风,用于收集声音信息•气体传感器(Gas Sensor)检测空气中特定气体的浓度•生物传感器(Biosensor)用于医疗机器人,检测生物信号传感器融合传感器融合(Sensor Fusion)是将多个传感器的数据综合处理,以获得更准确、可靠的环境信息例如,自动驾驶车辆同时使用摄像头、激光雷达和雷达,通过融合算法处理各传感器数据,创建更全面的环境感知模型随着人工智能技术的发展,机器人能够从传感器数据中学习和提取更多有用信息,实现更智能的环境感知和决策能力机械臂()Manipulator机械臂结构机械臂运动学机械臂类型机械臂是模仿人类手臂功能的机械装置,由一系机械臂的运动学(Kinematics)研究机械臂各关根据结构和用途,机械臂可分为多种类型列刚性连杆(Link)通过关节(Joint)连接而节角度与末端位置/姿态之间的关系正向运动学SCARA机器人(适合平面装配任务)、直角坐标成每个关节提供一个自由度(Degree of(Forward Kinematics)计算给定关节角度下末机器人(适合搬运任务)、关节型机器人(灵活Freedom,DOF),使机械臂能够在三维空间中端的位置和姿态;逆向运动学(Inverse性高,应用广泛)、并联机器人(速度快,精度移动和定位工业机器人通常有6个自由度,足以Kinematics)则计算要达到特定位置和姿态所需高)和协作机器人(可与人安全协作)等不同在空间中达到任意位置和姿态的关节角度这些计算是机器人控制的基础类型的机械臂适用于不同的应用场景机械臂的设计需要考虑负载能力、工作空间、精度、速度、刚度和成本等多种因素现代机械臂越来越智能化,能够通过传感器感知环境,自动调整动作,甚至能够通过示教或编程实现复杂的操作序列随着材料科学和控制技术的进步,轻量化、高精度、高灵活性的机械臂正不断涌现,拓展着机器人的应用领域末端执行器()End Effector末端执行器的定义与作用末端执行器是安装在机械臂最末端的工具或装置,直接与工作对象接触并执行特定任务它相当于机器人的手,是机器人与外界环境交互的关键部件末端执行器的设计和选择直接影响机器人的工作能力和效率常见类型的末端执行器•夹具(Gripper)最常见的末端执行器,用于抓取和搬运物体•机械夹爪(Mechanical Gripper)通过机械结构产生夹持力•真空吸盘(Vacuum Gripper)利用负压吸附物体,适合光滑表面•磁性夹具(Magnetic Gripper)利用磁力抓取铁磁性物体•柔性夹具(Soft Gripper)使用柔性材料,适合抓取形状复杂或易碎物品•工具类末端执行器根据特定任务定制•焊枪(Welding Gun)用于焊接作业•喷涂器(Spray Gun)用于喷漆或喷涂其他材料•切割工具(Cutting Tool)如激光切割头、水刀等•钻孔装置(Drilling Device)用于钻孔操作•测量探头(Measurement Probe)用于精密测量末端执行器的选择考虑因素•任务需求执行什么样的操作(抓取、焊接、切割等)机器人分类(按应用领域)工业机器人家用机器人用于制造业的机器人,执行装配、焊接、喷漆、搬运设计用于家庭环境的机器人,帮助完成家务或提供娱等任务特点是精度高、重复性好、速度快,但通常乐服务包括扫地机器人、擦窗机器人、厨房助手机需要在隔离的环境中工作,与人类保持安全距离代器人和智能陪伴机器人等这类机器人通常价格相对表产品有ABB的IRB系列、KUKA的KR系列、发那科较低,注重安全性和易用性代表产品有iRobot的的M系列等Roomba扫地机器人和UBTECH的智能人形机器人娱乐机器人医疗机器人主要用于娱乐和教育目的的机器人,如机器人玩应用于医疗领域的机器人,辅助医生进行手术、诊具、教育机器人套件、电子宠物等这类机器人注断、康复训练和护理工作这类机器人对精度和安重互动性和趣味性,往往具有可爱的外观和简单的全性要求极高代表产品有达芬奇手术机器人、外人机交互界面骨骼康复机器人和远程手术机器人等服务机器人军事机器人在公共场所为人类提供服务的机器人,如酒店接待机用于军事和安全领域的机器人,如无人机、排爆机器器人、导览机器人、送餐机器人等这类机器人需要人、侦察机器人等这类机器人通常需要在极端环境具备良好的人机交互能力和自主导航能力随着人工下工作,对耐用性和可靠性要求很高智能技术的发展,服务机器人正变得越来越智能和普及不同应用领域的机器人在设计理念、技术要求和功能特点上存在显著差异随着技术的发展和跨领域融合,机器人的应用范围正在不断扩大,新型应用场景也在不断涌现了解不同类型机器人的特点和应用场景,有助于我们更好地理解和选择适合特定需求的机器人解决方案机器人分类(按运动方式)固定式机器人()轮式机器人()Fixed RobotWheeled Robot固定在特定位置的机器人,通常只有机械臂可以移动工业机器人大多属于这一使用轮子实现移动的机器人根据轮子数量和布局,可分为差动驱动、阿克曼转类型,如装配线上的机械臂这类机器人工作范围有限,但稳定性好,精度高,向、全向轮等多种类型轮式机器人在平坦地面上移动效率高,结构简单,控制适合重复性工作相对容易,广泛应用于室内服务、仓储物流等领域腿式机器人()水下机器人()Legged RobotUnderwater Robot模仿动物或人类使用腿部行走的机器人包括双足机器人、四足机器人和六足机设计用于水下环境工作的机器人,又称水下无人航行器(UUV)或遥控潜水器器人等腿式机器人适应复杂地形的能力强,可以跨越障碍物,但控制难度大,(ROV)用于海洋资源勘探、水下作业、科学研究等领域这类机器人需要特能耗高,结构复杂代表产品有波士顿动力的Spot四足机器人和Atlas双足机器殊的防水设计和推进系统,以及适应水下环境的传感器和通信系统人飞行机器人()群体机器人()Aerial RobotSwarm Robot能够在空中飞行的机器人,主要是无人机(UAV)包括固定翼、旋翼和混合翼由多个简单机器人组成的系统,通过协作完成复杂任务群体机器人系统具有分等多种类型飞行机器人移动速度快,视野广,不受地面障碍物限制,广泛应用布式、自组织、鲁棒性强等特点,灵感来源于自然界中的蚁群、蜂群等生物群体于航拍、测绘、监控、物流等领域行为适用于大范围探索、搜救、环境监测等任务不同运动方式的机器人适应不同的环境和任务需求选择合适的运动方式是机器人设计的重要考虑因素随着技术的发展,混合式运动机器人(如轮腿结合、水陆两栖)也在不断涌现,以综合多种运动方式的优势了解不同运动方式的特点和适用场景,有助于我们更好地设计和选择机器人解决方案工业机器人应用举例电子产品生产在电子制造业,精密小型机器人广泛应用于•PCB制造贴片机器人以极高的速度和精度放置微小的电子元件•手机组装协作机器人安装屏幕、摄像头等精密部件•芯片制造洁净室内的机器人进行晶圆处理和检测•自动化测试机器人执行功能测试、性能测试等重复性工作焊接与喷涂作业在金属加工和制造业中,机器人常用于•电弧焊接机器人执行精确的焊接轨迹,保证焊缝质量•点焊在预定位置快速完成点焊操作•激光焊接利用激光进行高精度焊接•工业喷涂在家具、金属制品等表面均匀喷涂涂料汽车制造装配线工业机器人在汽车制造业中扮演着关键角色,主要应用于•车身焊接多台焊接机器人协同工作,精确地将车身部件焊接在一起•涂装作业喷涂机器人在密闭的喷漆室内均匀地给车身喷涂底漆、面漆和清漆•零部件装配机器人安装挡风玻璃、仪表盘、座椅等大型部件•搬运工作大型机器人搬运发动机、变速箱等重型部件•质量检测配备视觉系统的机器人检查焊缝质量、涂装均匀性等通过引入机器人,汽车制造商显著提高了生产效率和产品质量,同时降低了工人在危险环境中工作的风险家用机器人应用举例扫地机器人智能陪伴机器人智能安防机器人扫地机器人是最成功和普及的家用机器人之一,如智能陪伴机器人如ASUS Zenbo、优必选Alpha家用安防机器人如Amazon Astro、Trifo IronpieiRobotRoomba、科沃斯Deebot等这类机器人等,主要面向家庭娱乐和陪伴需求这类机器人通等,融合了移动监控摄像头和家庭助手的功能这配备吸尘和擦拭功能,能够自主规划清扫路线,避常具有人形或卡通外观,配备语音交互、面部识类机器人可以在家中自主巡逻,检测异常声音和动开障碍物,识别地毯与硬质地板,甚至能够自动回别、情感表达等功能它们可以讲故事、播放音作,在发现可疑情况时录制视频并发送警报部分充和自动倒垃圾高端型号还配备激光雷达和摄像乐、进行视频通话、提醒日程安排,甚至可以监测产品还集成了烟雾检测、温湿度监测等环境安全功头,可以构建家庭地图,实现定点清扫和分区清家中老人的活动状况,在紧急情况下发出警报能,以及与智能家居系统的联动控制能力扫家用机器人市场正在快速发展,除了上述几类外,还有窗户清洁机器人、草坪修剪机器人、厨房助手机器人等多种类型随着人工智能、传感器技术和电池技术的进步,家用机器人正变得越来越实用和智能未来,家用机器人有望进一步融入家庭生活,承担更多复杂的家务任务,并与智能家居系统深度整合,提供更全面的家庭服务医疗机器人应用举例手术辅助机器人代表产品达芬奇手术系统(da VinciSurgical System)手术辅助机器人通过微创技术辅助外科医生完成复杂手术医生通过控制台操作机器人手臂,机器人将医生的动作转换为更精确、稳定的微小动作,同时消除手抖动系统还提供3D高清视野,使医生能看清微小结构应用领域泌尿外科、妇科、心脏外科、普外科等优势创伤小、出血少、恢复快、并发症少,且能够完成传统方法难以进行的精细操作康复训练机器人代表产品Lokomat步态训练系统、Ekso外骨骼康复机器人康复训练机器人帮助患者进行肢体功能恢复训练这类机器人可以提供精确控制的辅助力量,帮助患者完成他们暂时无法独立完成的动作,并随着患者能力的恢复逐渐减少辅助力度系统还能记录训练数据,评估康复进展应用领域中风后肢体功能恢复、脊髓损伤康复、骨折后功能锻炼等优势提供高强度、高重复性的训练,减轻治疗师的体力负担,提高康复效率远程诊疗机器人代表产品InTouch Health的RP-VITA、Double Robotics的远程会诊机器人远程诊疗机器人允许医生在不亲临现场的情况下为患者提供医疗服务这类机器人通常配备高清摄像头、麦克风、扬声器和显示屏,医生可以通过机器人与患者进行面对面交流,观察患者状况,甚至进行简单的检查应用领域偏远地区医疗服务、传染病患者隔离诊疗、多专家会诊等优势打破地域限制,提高医疗资源利用效率,减少交叉感染风险医疗机器人技术正在迅速发展,除了上述应用外,还包括药物配送机器人、消毒机器人、外科手术导航系统等这些技术正在改变医疗服务的提供方式,提高医疗质量和效率,同时降低风险和成本随着人工智能、传感器技术和材料科学的进步,未来医疗机器人将变得更加智能、安全和普及机器人专业词汇介绍
(一)英文缩写英文全称中文名称功能描述ACAS Applicator雾化器清洗器供气为喷涂机器人的雾化Cleaner Air器清洗装置提供压缩Supply空气,确保清洗效果ACS Applicator雾化器清洗器溶剂用于清洗喷涂机器人Cleaner Solvent雾化器的溶剂,去除残留涂料BRAKE BrakeAir Turbine涡轮刹车空气用于控制喷涂机器人旋杯涡轮的制动,调节旋转速度应用场景CP#Color Pilot颜色控制阀控制不同颜色涂料的供应,#代表不同颜这些专业词汇主要应用于喷涂机器人系统,特别是汽车制造业中的自动化喷涂工艺喷涂机器人需要色的编号精确控制涂料供应、雾化效果、清洗过程等多个环节,以确保涂装质量和效率技术要点•雾化器(Applicator)是喷涂机器人的核心部件,负责将液态涂料雾化成微小颗粒•清洗系统对保持喷涂质量至关重要,需要定期清除残留涂料•涡轮驱动系统控制旋杯转速,影响雾化效果和涂层均匀性•颜色控制系统允许机器人快速切换不同颜色,提高生产效率了解这些专业词汇对于操作和维护喷涂机器人系统至关重要在实际工作中,技术人员需要根据这些术语准确识别系统组件,排查故障,调整参数,以确保喷涂质量和生产效率随着喷涂技术的发展,这些系统也在不断升级,新的术语和概念也会不断涌现机器人专业词汇介绍
(二)英文缩写英文全称中文名称功能描述DAT DriveAir Turbine涡轮驱动空气提供压缩空气驱动喷涂机器人的涡轮旋转,控制旋杯转速E-STAT Electrostatics静电在喷涂过程中产生静电场,使涂料颗粒带电,提高附着效率IWS InjectorWash Supply注射器清洗供应为涂料注射系统提供清洗液,确保喷涂系统的清洁PCE ProcessControl Enclosure工艺控制柜集中控制喷涂工艺参数的设备柜,包含各种控制器和监控系统技术原理静电喷涂(E-STAT)是现代喷涂技术的重要组成部分在这一过程中,涂料颗粒被赋予电荷,而工件被接地由于静电引力,带电涂料颗粒会被吸引到工件表面,形成均匀的涂层这种技术大大提高了涂料利用率,减少了浪费和环境污染机器人专业词汇介绍
(三)PDP PowerDistribution Panel配电柜是机器人系统的电力分配中心,负责接收外部电源并将其分配给系统中的各个组件配电柜通常包含断路器、1保险丝和电源指示器等,确保系统用电安全在复杂的机器人系统中,配电柜还会监控电流和电压,防止过载和短路PR#Paint Return2油漆回路是喷涂系统中将未使用的涂料回收到储存罐的管路系统#代表不同颜色或类型的涂料回路编号高效的回收系统可以减少涂料浪费,降低成本,并减少环境污染现代系统通常采用闭环设计,确保涂料的连续循环和适当的压力PS#Paint Supply3油漆进路是将涂料从储存罐输送到喷涂设备的管路系统同样,#代表不同颜色或类型的涂料供应管路油漆进路系统通常配备精密的流量控制和过滤装置,确保涂料流量稳定且无杂质,从而保证喷涂质量RP RobotPurge4机器人净化是指清洗机器人内部管路系统的过程,特别是在更换不同颜色涂料时净化过程通常使用溶剂冲洗管路,确保没有残留涂料混入下一批次,影响颜色纯度高效的净化系统可以减少换色时间,提高生产效率在喷涂机器人系统中,这些专业术语描述了涂料循环、供应和清洁的关键组件理解这些系统的工作原理对于操作人员和维护人员至关重要一个高效运行的喷涂系统需要这些子系统的协调工作,确保涂料供应稳定、颜色切换迅速、废料回收高效随着环保要求的提高,现代喷涂系统越来越注重提高涂料利用率和减少废弃物排放,这些系统也在不断优化和改进机器人专业词汇介绍
(四)SA1Shaping Air成形空气,特别用于旋杯雾化器的喷涂系统中它是围绕旋杯边缘的空气流,用于控制涂料颗粒的形状和飞行轨迹通过调节成形空气的压力和角度,可以改变喷涂模式的宽度和形状,适应不同的工件表面成形空气对喷涂效率和涂层均匀性有显著影响SAS ShapingAir Supply成形空气供气系统,为喷涂机器人提供稳定、清洁的压缩空气,用于成形空气该系统通常包括压缩机、过滤器、调压阀和流量控制器等组件,确保成形空气的压力和流量稳定,不含油水和颗粒物,满足高质量喷涂的要求SCC SystemControl Console系统控制台,是操作员控制和监控整个机器人系统的界面现代系统控制台通常配备触摸屏显示器、键盘和其他输入设备,显示系统状态、工艺参数、警报信息等通过系统控制台,操作员可以启动/停止系统、调整参数、加载程序、诊断故障等TURB TurbineDrive Supply涡轮驱动供气系统,为喷涂机器人的旋杯涡轮提供驱动气源旋杯涡轮的转速直接影响涂料的雾化效果,因此涡轮驱动系统需要提供稳定、可调的气流系统通常包括专用的空气压缩机、精密过滤器、调节阀和监控装置这些专业术语主要涉及旋杯雾化器喷涂系统的空气供应和控制部分旋杯雾化器是现代喷涂技术中的高端设备,通过高速旋转的杯状装置将涂料雾化成极细的颗粒,结合成形空气和静电技术,能够实现高效、均匀、环保的涂装效果在实际应用中,这些系统需要精确的参数设置和定期维护,以确保喷涂质量的一致性随着自动化和智能化技术的发展,现代喷涂系统正在整合更多的传感器和反馈控制,实现自适应调节和预测性维护,进一步提高生产效率和产品质量机器人专业词汇介绍
(五)英文缩写英文全称中文名称功能描述pPS PurgeSolvent Pilot冲洗溶剂控制阀控制用于清洗系统的溶剂流量的气动控制阀pTRIG PilotTrigger触发器控制阀控制喷涂启动和停止的气动控制阀PTS PilotTrigger Supply触发器供应控制阀为触发器控制系统提供气源的控制阀pDUMP PilotDump排放控制阀控制系统排放和泄压的气动控制阀气动控制系统的作用在喷涂机器人系统中,气动控制阀(Pilot Valves)扮演着关键角色它们使用压缩空气作为控制信号,开关主阀门,控制涂料、溶剂和空气的流动气动控制的优势在于机器人编程基础词汇教导器()程序()传感器()Teach PendantProgram Sensor教导器是一种手持式控制装置,用于直接控制机器人运动和编程程序是一系列指令的集合,告诉机器人执行特定的任务机器人程传感器是机器人感知环境和自身状态的装置在编程中,传感器数通过教导器,操作员可以手动移动机器人到所需位置,记录位置序通常包含运动命令、I/O操作、条件判断、循环结构等不同机器据是实现自适应和智能行为的基础程序可以读取传感器值,根据点,编辑程序,设置参数,以及执行和监控程序现代教导器通常人制造商有各自的编程语言,如ABB的RAPID、KUKA的KRL、发这些信息做出决策常见的传感器接口包括模拟输入、数字输入、配备彩色触摸屏,具有直观的图形用户界面,使编程过程更加简单那科的Karel等程序可以通过教导器直接编写,也可以在离线编程现场总线通信等高级应用中,机器人可能需要处理视觉系统、力高效软件中开发,然后上传到机器人控制器传感器等复杂传感器的数据执行器()反馈()Actuator Feedback执行器是机器人运动系统的驱动元件,在编程中表现为可控制的输出对象程序通过向执行器发送命反馈是指系统输出信号返回到控制系统的过程,是闭环控制的基础在机器人编程中,反馈信息用于令来控制机器人的运动执行器的控制方式包括位置控制、速度控制、力控制等在编程中,需要考验证命令是否正确执行,调整后续动作例如,位置反馈确认机器人是否达到目标位置,力反馈用于虑执行器的特性,如响应时间、精度、负载能力等调整接触力度高级应用中,视觉反馈可用于实时调整抓取位置机器人编程是将人类意图转化为机器人行为的桥梁掌握这些基本概念是学习机器人编程的第一步随着技术的发展,机器人编程方式也在不断演进,从传统的示教编程,到文本编程,再到图形化编程和基于仿真的离线编程未来,随着人工智能技术的应用,机器人将能够通过自然语言指令或示范学习来完成任务,编程方式将变得更加直观和自然机器人运动学词汇自由度()Degrees ofFreedom自由度是指机器人在空间中独立运动的方式数量一个刚体在三维空间中有6个自由度3个平移(X、Y、Z方向)和3个旋转(绕X、Y、Z轴)工业机器人通常有6个自由度,足以使末端执行器达到工作空间内的任意位置和姿态特殊应用中可能有冗余自由度
(6)或受限自由度
(6)关节()Joint关节是连接机器人各部分的活动连接点,允许相对运动机器人关节主要有两种类型旋转关节(Revolute Joint),允许围绕一个轴旋转;移动关节(PrismaticJoint),允许沿一个轴线性移动工业机器人通常由多个旋转关节串联组成,每个关节由一个执行器(如伺服电机)驱动轴()Axis轴是指机器人运动的独立控制单元,通常与关节对应例如,一个6轴机器人有6个独立控制的关节在编程中,可以控制单个轴的运动,也可以协调多个轴实现复杂的空间运动轴的编号通常从机器人底座开始,依次向末端执行器方向增加轨迹()Trajectory轨迹是机器人末端执行器在空间中运动的路径,包括位置和姿态随时间的变化轨迹规划是机器人编程的核心任务,需要考虑起点、终点、中间点、速度、加速度等因素常见的轨迹类型包括点到点运动(PTP)、线性运动(LIN)和圆弧运动(CIRC)工作空间()Work Envelope工作空间是机器人末端执行器能够到达的所有点的集合,由机器人的结构和关节范围决定不同类型的机器人有不同形状的工作空间关节型机器人通常是球形区域,SCARA机器人是圆柱形区域,直角坐标机器人是长方体区域了解工作空间对于机器人布局和应用设计至关重要机器人运动学是研究机器人运动几何学特性的学科,不考虑产生运动的力和力矩掌握这些基本概念对于理解和编程机器人至关重要在实际应用中,机器人的运动还受到动力学特性(如惯性、重力、摩擦)的影响,这些因素在高速或高精度应用中尤为重要现代机器人控制系统通常集成了复杂的运动学和动力学模型,以实现精确、平滑的运动控制机器人感知与控制词汇视觉系统()控制()Vision SystemPID PIDControl视觉系统是机器人的眼睛,通过摄像头捕获图像,然后使用计算机视觉算法处理这些图像,提取有比例-积分-微分控制是最常用的反馈控制算法之一,广泛应用于机器人的位置、速度和力控制PID用信息工业机器人中的视觉系统通常用于零件识别、位置定位、缺陷检测和质量控制现代视觉系控制器根据目标值和实际值之间的误差,计算控制输出统可能包括2D相机、3D相机、结构光扫描仪或激光轮廓仪等设备,以及强大的图像处理软件•比例项(P)与当前误差成比例•积分项(I)与误差的累积值成比例,用于消除稳态误差力传感器()Force Sensor•微分项(D)与误差的变化率成比例,用于提高响应速度和减少超调力传感器允许机器人测量与环境接触时产生的力和扭矩这些传感器通常安装在机器人末端执行器附通过调整PID参数,可以优化控制系统的性能,平衡响应速度和稳定性近,提供六个方向(三个力和三个扭矩)的测量数据力控制在精密装配、表面处理和人机协作等应自主控制()用中尤为重要,使机器人能够以合适的力度与环境交互,避免损坏工件或造成安全问题Autonomous Control自主控制是指机器人能够在没有人类直接干预的情况下,根据传感器信息和预设算法做出决策并执行任务自主控制系统通常包括环境感知、路径规划、避障、目标识别等模块随着人工智能技术的发展,机器人的自主性正在不断提高,能够处理更复杂、不确定的环境和任务远程控制()Remote Control远程控制是指操作员通过有线或无线通信设备,从远处控制机器人的运动和操作远程控制在危险环境作业、远程医疗、太空探索等领域有重要应用现代远程控制系统可能包括视频反馈、力反馈和半自主功能,增强操作员的控制能力和体验机器人安全相关词汇急停()安全传感器()碰撞检测()Emergency StopSafety SensorCollision Detection急停是机器人系统中最基本也是最重要的安全功能,通过安全传感器是专门用于保障人身安全的传感装置,可以检碰撞检测是机器人通过监测关节扭矩、电流或外部力传感红色蘑菇状按钮或拉绳等装置实现当操作人员察觉到危测人员是否进入危险区域,并触发相应的安全响应器,识别意外接触或碰撞的功能当检测到碰撞时,控制险情况时,可以立即激活急停装置,切断机器人的动力,系统会立即减速或停止机器人,减轻潜在伤害•安全光幕(Safety LightCurtain)创建不可见的使其尽快停止运动光束屏障,当有物体穿过时触发停机•基于模型的检测通过动力学模型预测正常运行时的•根据ISO13850标准,急停按钮必须是红色的,背景•安全激光扫描仪(Safety LaserScanner)扫描区扭矩/电流,对比实际值为黄色域内的物体,可设置警告区和保护区•基于传感器的检测通过力/扭矩传感器直接测量外部•激活急停后,系统需要人工复位才能重新启动•安全地毯(Safety Mat)感知人员踩踏,适用于固接触力•急停回路通常采用冗余设计,确保可靠性定危险区域的周边防护•现代协作机器人通常具有敏感的碰撞检测能力,是其安全特性的核心•大型系统中会在多个位置设置急停装置,保证操作人•安全摄像系统(Safety CameraSystem)通过视员可以快速接触到觉监控工作区域,检测人员闯入•碰撞检测灵敏度通常可调,平衡安全性和误触发率防护栏()Protective Fence防护栏是传统工业机器人单元的物理屏障,防止人员接触正在运行的机器人防护栏通常配备安全门,与安全回路连接,当门打开时机器人会停止运动现代防护栏系统可能包括电子联锁装置、安全锁和监控传感器,确保只有在安全条件满足时才能进入机器人工作区域风险评估()Risk Assessment风险评估是系统性识别机器人系统潜在危险,评估风险等级,并确定必要安全措施的过程这是机器人安全设计的基础,通常按照ISO12100等标准进行风险评估考虑各种因素,如机器人速度、负载、工作环境、操作人员接触频率等,基于评估结果实施相应的工程控制、警告标识和操作规程机器人未来发展词汇人工智能()AI1赋予机器人学习和决策能力机器学习()ML2通过数据和经验提升机器人的适应性人机交互()HRI3改善人类与机器人之间的沟通与协作效率群体机器人()Swarm4多机器人系统协同工作,展现集体智能软体机器人()Soft Robotics5使用柔性材料,提高安全性和适应性人工智能()Artificial Intelligence人工智能是使机器人具备类似人类智能的技术,包括感知、推理、学习和决策能力在机器人领域,AI技术正在革命性地改变机器人的能力和应用范围•计算机视觉使机器人能够识别物体、人脸和场景•自然语言处理使人机交互更加自然和直观•强化学习使机器人能够通过试错来优化行为•深度学习使机器人能够从大量数据中学习复杂模式机器学习()Machine Learning机器学习是AI的一个子领域,侧重于开发能够从数据中学习并做出预测的算法在机器人应用中•监督学习用于训练机器人识别物体和场景•无监督学习用于发现数据中的隐藏模式和结构•强化学习用于优化机器人的动作和策略•迁移学习使机器人能够将一个任务中学到的知识应用到新任务机器人教学活动建议设计自己的机器人模型编写简单机器人程序机器人竞赛与合作让学生设计并构建简单的机器人模型,这可以使用图形化编程工具(如Scratch、Blockly)组织学生参与简单的机器人竞赛或合作项目,是纸质模型、乐高积木或3D打印模型在设计或简单的文本编程语言,让学生为虚拟或实体如迷宫寻路、线路跟踪、搭建桥梁等这些活过程中,学生需要考虑机器人的功能、结构和机器人编写基本程序程序可以控制机器人执动需要学生运用机器人知识解决实际问题,同外观,并标注各个部件的名称和作用这一活行简单任务,如沿特定路径移动、避开障碍物时培养团队协作能力在活动过程中,鼓励学动可以帮助学生理解机器人的基本组成部分,或响应环境变化通过编程实践,学生可以理生使用正确的专业词汇进行交流和讨论,例如掌握相关专业词汇活动中可以组织学生以中解控制器、执行器、传感器等概念,掌握相关设计策略、调试程序、优化性能等可以设置文解释自己的设计,并用英文标注各个部件,命令和函数的中英文表达可以要求学生用中专业术语积分环节,正确使用专业词汇可获得加深对双语词汇的理解文注释自己的程序,解释每个指令的作用额外分数机器人历史故事分享组织学生研究和分享机器人发展历史中的重要事件、人物和技术突破这可以采用多种形式,如口头报告、多媒体演示、角色扮演或创意写作例如•介绍机器人一词的起源和卡雷尔·恰佩克的贡献•探讨艾萨克·阿西莫夫的机器人三大法则及其影响•研究第一代工业机器人Unimate的发明和应用•分析不同时期机器人技术的发展和突破这一活动可以帮助学生理解机器人技术的演进脉络,认识关键概念和术语的历史背景在准备和展示过程中,学生需要查阅和整理相关资料,提高对机器人词汇的理解和应用能力机器人学习资源推荐教学套件在线编程平台LEGO MindstormsLEGO Mindstorms是一套广受欢迎的教育机器人套件,适合初学者和学生使用它结合了乐高积木的灵活性与可编程控制器的功能性,使用户能够构建和编程各多种在线平台提供机器人编程学习资源,适合不同水平的学习者种机器人•EV3软件LEGO官方编程环境,支持图形化编程•EV3套件包含可编程智能砖、各种传感器(触摸、颜色、超声波等)、伺服电机和连接组件•Scratch MIT开发的图形化编程平台,可以控制虚拟机器人•图形化编程环境通过拖放模块创建程序,适合没有编程经验的初学者•CoderZ基于浏览器的3D仿真环境,可以编程虚拟机器人•丰富的教学资源包括教案、项目示例和挑战任务•RobotC支持多种教育机器人平台的编程语言•支持多种编程语言除了官方图形化环境,还可以使用Python、Java等语言编程•Python机器人库如PyBullet、ROS(机器人操作系统)等LEGOMindstorms非常适合学习机器人基本概念和术语,学生在动手构建和编程过程中自然地接触和应用这些词汇机器人科普书籍与视频推荐一些优质的中文机器人科普资源•《机器人学导论》经典教材,介绍机器人学基础知识•《机器人时代》探讨机器人技术的社会影响•《少儿机器人编程入门》面向青少年的机器人编程指南•中国大学MOOC平台上的机器人课程•科普频道如科学松鼠会的机器人主题视频机器人词汇复习重点词汇中英文对照创建机器人领域核心词汇的中英文对照表,包括词汇分类记忆法•机器人组成部分控制器(Controller)、执行器将机器人词汇按主题或功能分类记忆(Actuator)、传感器(Sensor)等•结构类描述机器人物理结构的词汇•机器人类型工业机器人(Industrial Robot)、服务机器人•功能类描述机器人功能和能力的词汇(Service Robot)等•控制类与机器人控制和编程相关的词汇•机器人运动学自由度(Degrees ofFreedom)、关节•应用类与机器人应用场景相关的词汇(Joint)、工作空间(Work Envelope)等•技术类描述机器人核心技术的词汇•编程概念程序(Program)、轨迹(Trajectory)、反馈(Feedback)等创建思维导图或概念图,展示词汇之间的关联,帮助理解词汇在机器人系统中的位置和作用鼓励学生制作词汇卡片,一面写中文,另一面写英文,进行自测和记忆词汇测试与互动练习结合实际应用理解词义设计多样化的测试和练习活动通过具体应用场景加深对词汇的理解•填空题在机器人描述文本中填入适当的专业词汇•观看机器人操作视频,识别和标注出现的组件和动作•配对题将中文词汇与英文词汇正确配对•分析机器人产品说明书,理解技术参数和功能描述•情景对话模拟机器人工程师、操作员之间的技术交流•参观机器人展览或工厂,观察实际运行的机器人系统•术语接龙一人说出一个词汇,下一人说出与之相关的词汇•拆解简单机器人玩具,识别其组成部分•词汇解释用自己的话解释机器人专业术语鼓励学生用所学词汇描述机器人的工作原理和应用场景,培养专业可以使用在线测验工具(如Kahoot、Quizlet)创建互动测试,增语言表达能力加学习趣味性复习是巩固机器人词汇学习的关键环节通过多样化的复习方法,学生可以从不同角度理解和记忆专业词汇,建立词汇之间的联系,形成系统化的知识结构定期复习和实践应用可以防止遗忘,提高词汇的熟练度和准确性鼓励学生在日常学习和交流中有意识地使用这些专业词汇,逐步培养专业语言能力机器人词汇应用拓展1机器人行业岗位名称了解机器人相关职业的中英文名称,为职业规划提供参考•机器人工程师(Robotics Engineer)设计和开发机器人系统•机器人程序员(Robot Programmer)编写和优化机器人控制程序•机器人操作员(Robot Operator)操作和监督机器人运行•机器人维护技术员(Robot MaintenanceTechnician)负责机器人系统的维护和修理•机器人集成商(Robot Integrator)将机器人系统集成到生产线或应用环境•机器人研究员(Robotics Researcher)研究先进机器人技术和应用2机器人技术相关专业词汇扩展与机器人密切相关的技术领域词汇•人工智能(Artificial Intelligence)使机器人具备智能行为的技术•计算机视觉(Computer Vision)使机器人能够看见和理解图像•自然语言处理(Natural LanguageProcessing)使机器人能够理解和生成人类语言•机器学习(Machine Learning)使机器人能够从经验中学习和改进•人机交互(Human-Robot Interaction)研究人类与机器人之间的交流与协作•云机器人(Cloud Robotics)利用云计算增强机器人能力的技术3机器人项目管理词汇掌握机器人项目开发和管理中的专业术语•需求分析(Requirements Analysis)确定机器人系统的功能和性能要求•系统架构(System Architecture)定义机器人系统的整体结构和组件关系•原型开发(Prototyping)开发机器人系统的初始版本用于测试和验证•集成测试(Integration Testing)测试机器人各组件组合后的功能•验收测试(Acceptance Testing)确认机器人系统满足客户要求•部署(Deployment)将机器人系统安装到实际使用环境4机器人维护与故障排除词汇学习机器人系统维护和故障诊断相关术语•预防性维护(Preventive Maintenance)定期检查和维护,防止故障发生总结与展望机器人词汇的重要性机器人词汇是理解和应用机器人技术的基础掌握专业词汇不仅有助于准确表达技术概念,还能够•促进技术交流和协作,确保团队成员之间的有效沟通•提高学习效率,使学习者能够更快地理解专业文献和教程•支持问题分析和解决,通过准确描述问题获得更有效的解决方案•增强职业竞争力,在机器人相关领域展现专业素养词汇应用前景随着机器人技术的快速发展和广泛应用,机器人词汇在多个领域有着广阔的应用前景•工业自动化工业机器人的操作、编程和维护•医疗保健医疗机器人的应用和管理•服务行业服务机器人的设计和使用•教育领域机器人教育和研究•国际合作跨国机器人项目和技术交流持续学习的建议机器人技术日新月异,相关词汇也在不断更新和扩展为了保持专业知识的时效性,建议•定期阅读机器人领域的最新文献和报道•参与专业社区和论坛,了解行业动态和新术语•关注机器人技术标准的更新和变化•参加继续教育和专业培训,系统学习新技术和新概念•实践应用所学词汇,在真实环境中巩固和深化理解未来机器人发展趋势展望未来,机器人技术将朝着智能化、协作化、多样化方向发展•人工智能与机器人的深度融合•人机协作的广泛应用•柔性机器人和生物启发机器人的发展•微型机器人和纳米机器人的突破。
个人认证
优秀文档
获得点赞 0