10智能机器人

10.智能机器人ENTER10.1概述10.2智能机器人的新型驱动元件本章主要内容10.3智能机器人的控制技术10.4智能机器人的视觉技术10.5智能机器人的发展与展望10.6机器人焊缝视觉跟踪技术实例10.1概述10.1.1智能机器人技术的形成10.1.2智能机器人的应用10.1.3智能机器人的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智能机器人技术的形成章目录视频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智能机器人的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智能机器人的普及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静电驱动器10.2智能机器人的新型驱动元件10.2.2形状记忆合金驱动器10.2.3压电效应驱动器10.2.4磁致伸缩驱动器10.2.5人工肌肉章目录10.2.1静电驱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合金特点节目录章目录10.2.2形状记忆合金驱动器形状记忆合金（SMA）驱动器的工作机理：形状记忆合金（SMA）驱动器是利用形状记忆合金加热形状恢复（形状记忆效应）时恢复力对外作功的特性来产生动作和力的热驱动器。逆压电效应节目录10.2.3压电效应驱动器章目录节目录10.2.4磁致伸缩驱动器1.磁致伸缩材料当材料受到压力或张力作用而使材料长度发生变化时，材料内部的磁化状态也随之改变，这种现象称为磁致伸缩逆效应。Laves相稀土-铁化合物RFe2（R代表稀土元素Tb、Dy、Ho、Er、Sm及Tm等）的磁致伸缩在室温下是Fe、Ni等传统磁致伸缩材料的100多倍，这种材料被称为超磁致伸缩材料。章目录节目录2.尺蠖式磁致伸缩驱动器的结构及工作原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1000N，分辨率为2μm，速度可达20mm/s。章目录节目录10.2.5人工肌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智能机器人的控制技术10.3.1智能机器人的模糊控制10.3.2智能机器人的人工神经网络控制章目录1.模糊控制器的工作原理节目录10.3.1智能机器人的模糊控制章目录2.模糊控制器的组成章目录节目录1.人工神经元10.3.2智能机器人的人工神经网络控制节目录章目录2.人工神经网络模型BP网络：GMDH网络：节目录章目录3.神经网络控制方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监督控制节目录章目录本节完10.4智能机器人的视觉技术10.4.1人的视觉原理10.4.2机器人视觉系统的组成10.4.3图像的预处理10.4.4图像的分割10.4.5机器人视觉系统的应用章目录节目录10.4.1人的视觉原理人的视觉系统由眼球组成的光学系统以及视网膜和视神经组成的视觉信息通路两大部分构成，它是一个平均半径为20mm的球状器官。光线的传输与转换：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机器人视觉系统的组成章目录(,)(,)gxyFfxy节目录10.4.3图像的预处理式中：f(x,y)——输入图像；F——算子，定义在某个邻域上；g(x,y)——经过算子计算后的图像。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图像的分割章目录节目录10.4.5机器人视觉系统的应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智能机器人的发展与展望10.5.1智能机器人的发展趋势10.5.2智能机器人的发展展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智能机器人的发展趋势章目录节目录10.5.2智能机器人的发展展望•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机器人焊缝视觉跟踪技术实例章目录1.焊缝跟踪系统的构成节目录章目录2.焊缝图像分析与处理焊缝原始图像焊缝灰度图像节目录章目录（1）图像增强1）灰度变换2223ijijijijrgbh2）中值滤波焊缝中值滤波后的图像灰度直方图的包络线节目录章目录（2）图像分割1）直方图阈值变换0()1xTfxxT22()()00hzhzzz和节目录章目录2）区域生长直方图变换后的图像区域生长变换后的图像节目录章目录细化后的区域生长变换后的图像灰度值曲面图像节目录章目录3）细化变换12{}(((()))nABABBB{B}={B1，B2，…，Bn}节目录章目录（3）移动窗口分割Sobel边缘检测图像灰度值曲面图像节目录3.图像处理的程序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.结论节目录章目录节目录章目录本章完总目录