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國內外機械臂研究現狀與水平

時間:2019-05-12 14:36來源:畢業論文
機械臂的研究最早開始于上世紀40年代,美國的Argonne Oak Ridge國家實驗室發明了一種遙控機械操作手,專門用來處理化學放射性物質。在1954年,數控銑床的伺服軸與遠程控制器桿結構被美

機械臂的研究最早開始于上世紀40年代,美國的Argonne & Oak Ridge國家實驗室發明了一種遙控機械操作手,專門用來處理化學放射性物質。在1954年,數控銑床的伺服軸與遠程控制器桿結構被美國GeorgeDevol結合起來,研制出了世界上第一臺機械臂。1978年,通用工業機器人PUMA被Devol的Unimation公司推出(現在稱為Staubli Unimation),預示著工業機器人己經成為一種成熟的技術。這種能以“示教一再現”方式進行工作的機器人,屬于第一代機械臂。和第一代工業機器人不同,智能機器人可以像人那樣的感覺外界,識別和分析所獲得的信息,具有推理判斷能力。可以依據外界條件的不同,相應的調整自己的工作任務。第二代機器人,稱為初級智能機器人,它的特點是:由人預先定義修改程序的原則。這種智能機械臂技術也在實際中逐漸成熟和使用起來。在工業生產中,很多這種類型的機械臂可以用來組裝配件。第三代機器人(也稱高級智能機器人)是指在第二代機器人的基礎上,能夠將獲取的信息分析處理,得到經驗,從而自身修改程序。這種研究發展中最高端,最理想的機器人,可以像人類一樣完全獨立的工作,不受人為的預先安排。所以又稱為自律機器人。而目前的技術水平還遠遠沒達到這種指標,只是在局部或某些方面有這種智能含義,事實上,目前為止這種智能機器人并不存在。但是值得肯定的是隨著科學技術的不斷改革和發展進步,智能的概念也將越來越豐富,相信以后這種高端智能機器人是會出現的。那將會是機器人研究史上的一個新的里程碑。35350 源¥自%六:維;論-文'網=www.aftnzs.live
1 國外機械臂研究現狀
    機械臂從上世紀40年代出現到目前為止,己經有將近80年的歷史了,在這樣的歷史長河中,我們人類對它的研究并沒有隨著時間的流逝而削弱,而是越來的投入和深入。我們的生活因為機械臂的出現而變得多彩,現在我們可以通過一款機械臂來幫助我們完成任務,而不必自己動手。國外的機械臂研究現狀可以通過敘述以下兩種機械臂的概況來簡單的介紹。論文網
(1)空間機械臂
空間機械臂是一個空間機電系統,這個系統由機、電、熱、控共同組成。隨著空間技術(特別是航天飛機、空間站、空間機器人等)的飛速發展。空間機械臂在太空中的應用越來越廣泛。空間機械臂主要有兩大類:艙外機械臂、艙內機械臂。前者針對不同的工作任務需求,其自由度通常是5個到10個,長度通常是從幾米到十幾米,主要安裝載體在空間站、航天飛機、以及小型飛行器上。它主要的任務有:運送目標、輔助進行對接、攝影、在軌建設、抓捕或者釋放衛星等,此外它還可以作為輔助設備,幫助航天員進行出艙活。而后者具有尺寸小、運動范圍小等特點,它的主要任務是更換設備部件、裝配設備以及打撈空間漂浮物等。
德國宇航中心在上世紀九十年代年研制并成功發射了小型空間機器臂系統ROTEX。這種系統安裝了各種類型的類執行機構和傳感機構,擁有六個自由度。能夠精準的完成1m的范圍內預設的操作。在“國際空間站”的美國艙段上,裝有NASA和Canada共同研制的自由飛行機器人。是當前正在進行的研究。如下圖所示,這種飛行機器人由一個特殊用途的靈敏機械手(SPDM)(15個自由度、長3.5m)和一個空間站遙控操作臂系統((SSRMS) (7個自由度,長17.6米)組成.
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   “國際空問站”美國艙上的MSS       
    圖1.3 “國際空問站”美國艙上的MSS       圖1.4 “國際空問站’,俄羅斯艙上的ERA 國內外機械臂研究現狀與水平:http://www.aftnzs.live/yanjiu/20190512/33251.html
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