其他機(jī)器人與其應(yīng)用

其他機(jī)器人與其應(yīng)用第一頁，共46頁。機(jī)器人的主要控制方式和編程方式順序控制形式的特點(diǎn)示教編程的特點(diǎn)什么是直接示教什么是示教盒示教示教盒示教方式編程的缺點(diǎn)離線編程的特點(diǎn)機(jī)器人編程語言主要用于哪些類型的機(jī)器人？機(jī)器人語言的編程要求有哪些？機(jī)器人編程語言的特點(diǎn)？機(jī)器人編程語言的分類？什么是動(dòng)作級(jí)語言什么是關(guān)節(jié)級(jí)編程什么是末端執(zhí)行器級(jí)編程什么是對(duì)象級(jí)語言對(duì)象級(jí)語言的特點(diǎn)什么是任務(wù)級(jí)語言機(jī)器人語言的特征機(jī)器人語言指令集包括哪些機(jī)器人編程語言基本特性有哪些？機(jī)器人編程語言基本功能有哪些？第二頁，共46頁。第九章其他機(jī)器人及其應(yīng)用第一節(jié)操縱型機(jī)器人概述第二節(jié)操縱型機(jī)器人應(yīng)用第三節(jié)其他機(jī)器人的應(yīng)用第三頁，共46頁。一、操縱型機(jī)器人的分類二、操縱型機(jī)器人的特點(diǎn)三、操縱型機(jī)器人的控制第四頁，共46頁。操縱型機(jī)器人是一類由人操縱進(jìn)行工作的機(jī)器人。操縱型機(jī)器人的控制方式實(shí)際上是用“操縱”代替了工業(yè)機(jī)器人的“示教”方式。簡單的操縱型機(jī)器人的動(dòng)作可以看做是處于示教階段的直接示教工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)作。復(fù)雜的操縱型機(jī)器人具有適應(yīng)控制方式，即操縱人員只給予“宏指令”，并不指示機(jī)器人的動(dòng)作細(xì)節(jié)，機(jī)器人能根據(jù)本身的認(rèn)識(shí)、學(xué)習(xí)機(jī)能自動(dòng)適應(yīng)作業(yè)情況。這種操縱型機(jī)器人接近于智能機(jī)器人。操縱型機(jī)器人由于具有靈活性、機(jī)動(dòng)性，可代替人完成重復(fù)、繁瑣或危險(xiǎn)的勞動(dòng)，已廣泛應(yīng)用于服務(wù)、醫(yī)療衛(wèi)生、海洋探索等領(lǐng)域。隨著機(jī)器人技術(shù)的突飛猛進(jìn)，操縱型機(jī)器人將呈現(xiàn)出更加廣闊的應(yīng)用前景。第五頁，共46頁。操縱型機(jī)器人工作系統(tǒng)實(shí)際上是一種人機(jī)系統(tǒng)。操縱人員處于聯(lián)機(jī)控制回路之中。一方面操縱人員在工作中不停地向機(jī)器人發(fā)送操作指令，在智能和適應(yīng)能力方面輔助機(jī)器人完成復(fù)雜的作業(yè)；另一方面，機(jī)器人把操作對(duì)象和作業(yè)環(huán)境的狀態(tài)直接地或間接地（通過監(jiān)視裝置）反饋給操縱人員，作為操縱人員控制機(jī)器人行為的根據(jù)。這樣，人與機(jī)器人之間相互傳遞信息的問題就成為操縱型機(jī)器人的研究重點(diǎn)。第六頁，共46頁。（1）能力擴(kuò)大式機(jī)器人這種機(jī)器人用于擴(kuò)大人的體力和活動(dòng)范圍，或彌補(bǔ)人的肢體功能，例如裝著式機(jī)器人和各種人工假肢等。（2）遙控機(jī)器人這種機(jī)器人一般用于特殊的作業(yè)環(huán)境，例如：放射性物質(zhì)、真空、有毒氣體等隔離工作情況；造船、鐵塔、建筑等危險(xiǎn)工作條件；特別是宇宙、海洋開發(fā)用的探查工作環(huán)境。第七頁，共46頁。（1）服務(wù)機(jī)器人服務(wù)機(jī)器人是為公用設(shè)備提供服務(wù)的一類機(jī)器人。目前服務(wù)機(jī)器人在技術(shù)上已趨于成熟，已在許多國家得到了實(shí)際應(yīng)用。家庭服務(wù)機(jī)器人、導(dǎo)游機(jī)器人、保安巡邏機(jī)器人、自動(dòng)加油機(jī)器人、高樓擦窗和墻壁清洗機(jī)器人、清洗機(jī)器人及高空作業(yè)機(jī)器人等服務(wù)機(jī)器人的使用越來越廣泛。（2）水下機(jī)器人水下機(jī)器人主要用于沉船打撈、海上救生、光纜鋪設(shè)、資源勘探和開采等水下作業(yè)任務(wù)。隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和世界人口的不斷增加，人類消耗的自然資源越來越多，陸地上的資源正在日益減少，能在不同深度進(jìn)行多種作業(yè)的水下機(jī)器人為人類的生存和發(fā)展提供了有力的技術(shù)保障。（3）醫(yī)療機(jī)器人醫(yī)療機(jī)器人主要指能夠直接為醫(yī)生提供服務(wù)，幫助醫(yī)生對(duì)病人進(jìn)行手術(shù)治療的服務(wù)機(jī)器人。醫(yī)療機(jī)器人包括外科手術(shù)機(jī)器人、外科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)以及其他各種利用機(jī)器人技術(shù)的醫(yī)療器械。（4）娛樂機(jī)器人目前國內(nèi)外也有許多企業(yè)在積極研制開發(fā)娛樂機(jī)器人，并推出了各種類型的娛樂機(jī)器人產(chǎn)品。第八頁，共46頁。1．操縱型機(jī)器人的可移動(dòng)性與工業(yè)機(jī)器人相比，操縱型機(jī)器人的顯著特點(diǎn)是其具有可移動(dòng)性，使操縱型機(jī)器人移動(dòng)的機(jī)構(gòu)是行走裝置。操縱型機(jī)器人行走裝置由驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、位置檢測(cè)元件等組成。行走裝置一方面支承機(jī)器人的機(jī)身、手臂，另一方面主要根據(jù)任務(wù)要求，帶動(dòng)機(jī)器人在規(guī)定空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)。按照行走機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，操縱型機(jī)器人行走裝置可分為：輪式，足式,履帶式,混合式等。2．操縱型機(jī)器人工作環(huán)境的多樣性和復(fù)雜性操縱型機(jī)器人不可能像工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)器人那樣總是具有良好結(jié)構(gòu)化的或抑制的環(huán)境。其使用環(huán)境的有關(guān)信息往往是多義、不完全或不準(zhǔn)確的，而且可能隨著時(shí)間改變。因此，在部分已知或未知環(huán)境，同時(shí)又要求自主執(zhí)行任務(wù)時(shí)，用傳感器探測(cè)環(huán)境、分析信號(hào)，通過適當(dāng)?shù)慕７绞嚼斫猸h(huán)境就具有特別重要的意義第九頁，共46頁。操縱型機(jī)器人的工作環(huán)境復(fù)雜，有時(shí)不可預(yù)知，該型機(jī)器人的顯著特征是具有可移動(dòng)性。因此，對(duì)于操縱型機(jī)器人除滿足一般機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制要求外，還應(yīng)利用認(rèn)知控制、自主控制等現(xiàn)代控制理論與方法對(duì)其進(jìn)行控制，滿足操縱型機(jī)器人高精度、高速、高靈活性及多樣性的要求。操縱型機(jī)器人應(yīng)能自動(dòng)分析工作環(huán)境狀況，具備評(píng)價(jià)環(huán)境的能力；規(guī)劃能達(dá)到目標(biāo)的路徑并能實(shí)時(shí)跟蹤控制已規(guī)劃的路徑；能根據(jù)目標(biāo)物的顏色、大小等外觀和空間參數(shù)進(jìn)行自學(xué)習(xí)及手眼協(xié)調(diào)控制等。第十頁，共46頁。1．手眼協(xié)調(diào)控制實(shí)現(xiàn)手眼協(xié)調(diào)控制的系統(tǒng)是機(jī)器人的手眼協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，機(jī)器人通過攝像機(jī)（至少兩臺(tái)，以產(chǎn)生立體視覺）作為輸入，使機(jī)器人能看到目標(biāo)，并利用此視覺輸入通過控制器產(chǎn)生動(dòng)作信號(hào)，使末端執(zhí)行器能準(zhǔn)確抓取工作空間中一任意放置的物體。2．認(rèn)知控制認(rèn)知控制使操縱型機(jī)器人產(chǎn)生自主運(yùn)動(dòng)。認(rèn)知控制系統(tǒng)包括感知層、數(shù)據(jù)處理層、存儲(chǔ)層、控制層及執(zhí)行層3．自主控制操縱型機(jī)器人自主控制主要用于無法描述和模型化的環(huán)境，或用于描述過于復(fù)雜，人有限介入或無人介入操作的未知環(huán)境。。第十一頁，共46頁。一、水下機(jī)器人二、空間機(jī)器人三、飛行機(jī)器人四、服務(wù)機(jī)器人第十二頁，共46頁。水下機(jī)器人分有纜水下機(jī)器人和無纜水下機(jī)器人兩種，其中有纜水下機(jī)器人又分為水中自航式、拖航式和可在海底結(jié)構(gòu)物上爬行式三種。無纜水下機(jī)器人通常分為水下無人潛水器和既可無人塢可載人的雙工潛水器（HOV）。無人潛水器又可分為有纜遙控潛水器（ROV）和無纜自治水下機(jī)器人（AUV），另外還有海底爬行水下機(jī)器人和拖航式水下機(jī)器人。無纜自治水下機(jī)器人，簡稱AUV，這類水下機(jī)器人的活動(dòng)不受電纜約束，其活動(dòng)范圍很大，可達(dá)上千公里，其次這種水下機(jī)器人的成本較低。因此無論從軍事還是民用的角度看，AUV有極其巨大的潛在應(yīng)用前景。水下自治機(jī)器人是一種非常適合于海底搜索、調(diào)查、識(shí)別和打撈作業(yè)的既經(jīng)濟(jì)又安全的工具。在軍事上，水下自治機(jī)器人亦是一種有效的水中兵器。與載人潛水器（HOV）相比較，它具有安全（無人）、結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、尺寸小、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。與遙控水下機(jī)器人（ROV）相比，它具有活動(dòng)范圍大、潛水深度深、不怕電纜纏繞、可進(jìn)入復(fù)雜結(jié)構(gòu)中、不需要龐大水面支持、占用甲板面積小和成本低等優(yōu)點(diǎn)。第十三頁，共46頁。（1）能源技術(shù)水的黏度比空氣高，使得水下機(jī)器人要比在空氣中消耗更多的能量。有纜遙控水下機(jī)器人隨著深度的增加，高電壓的動(dòng)力輸送和動(dòng)力設(shè)備是必需的；對(duì)于無纜自治潛水器，只能靠自帶的蓄電池，從而大大地限制了它在水下的工作時(shí)間。開發(fā)應(yīng)用新的能源，將是自治潛水器向遠(yuǎn)程、大范圍作業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。（2）水下精確定位、通信和零可見度導(dǎo)航技術(shù)水是導(dǎo)電物質(zhì)，使無線電波在水中的衰減快，無法傳播，這樣無線電通信、無線電導(dǎo)航及定位以及雷達(dá)等都無法使用。如何利用新的信息處理技術(shù)研制出高精度、低誤碼率、作用距離更大的水聲設(shè)備是水下機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)。（3）材料技術(shù)在水中每增加10m的水深，外界壓力將增加0.1MPa。這就要求機(jī)器人上的每一個(gè)部件必須能承受大的壓力而不變形、不被破壞。高強(qiáng)度、輕質(zhì)、耐腐蝕的機(jī)構(gòu)材料和浮力材料是水下機(jī)器人重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù)問題。第十四頁，共46頁。（4）作業(yè)技術(shù)水下機(jī)器人的發(fā)展目標(biāo)是代替人完成各種水下作業(yè)。柔性水下機(jī)械手、專用水下作業(yè)工具以及臨場(chǎng)感、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，將使水下機(jī)器人在海洋開發(fā)中發(fā)揮更大的作用。（5）智能技術(shù)水的密度和黏滯度比空氣高得多，海面的風(fēng)浪變幻莫測(cè)，海底又是千山萬壑、暗流縱橫的黑暗世界，水下機(jī)器人在這樣復(fù)雜的環(huán)境中工作是危險(xiǎn)四伏。這使得水下機(jī)器人的航行控制、自我保護(hù)、環(huán)境識(shí)別和建模困難得多。目前機(jī)器人智能的發(fā)展程度還有較長的路要走，由人參與或半自主的水下機(jī)器人是解決目前復(fù)雜水下作業(yè)的現(xiàn)實(shí)辦法。（6）回收技術(shù)水下機(jī)器人的吊放回收作業(yè)一般是在海面附近進(jìn)行，所以常受海況條件的限制而成為影響水下機(jī)器人水下作業(yè)的主要因素。。第十五頁，共46頁。第十六頁，共46頁。第十七頁，共46頁。第十八頁，共46頁。1．空間機(jī)器人的定義宇宙空間充滿著對(duì)人致命的太陽輻射線，且具有重力、高溫差、超高真空等難以使人類生存的惡劣條件，在這樣的惡劣環(huán)境條件下要有效地進(jìn)行空間開發(fā)，需要能夠部分或大部分代替宇航員艙外作業(yè)的空間智能機(jī)器人。空間機(jī)器人是指在大氣層內(nèi)、外從事各種作業(yè)的機(jī)器人，包括在內(nèi)層空間飛行并進(jìn)行觀測(cè)、可完成多種作業(yè)的飛行機(jī)器人，到外層空間其他星球進(jìn)行探測(cè)作業(yè)的星球探測(cè)機(jī)器人和在各種航天器里使用的機(jī)器人，因此又叫星球探測(cè)機(jī)器人。星球探測(cè)是航天領(lǐng)域中一個(gè)重要的研究課題，目前星球探測(cè)主要集中在月球探測(cè)和火星探測(cè)。為了進(jìn)行這些探測(cè)，研制出了多種類型的星球探測(cè)機(jī)器人。第十九頁，共46頁。（1）星球探測(cè)機(jī)器人在重量、尺寸和功耗等方面受到的嚴(yán)格限制星球探測(cè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)應(yīng)緊湊、體積小、重量輕，同時(shí)與之配套的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)具備良好的穩(wěn)定性以及較強(qiáng)的爬坡和越障能力；星球探測(cè)機(jī)器人的電源主要用于提供動(dòng)力和為儀器供電，這就需要星球探測(cè)機(jī)器人使用的電池對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)、體積小、壽命長，功率密度大。（2）星球探測(cè)機(jī)器人如何適應(yīng)苛刻的未知環(huán)境星球探測(cè)機(jī)器人如何適應(yīng)空間溫度、宇宙射線、真空、反沖原子等苛刻的未知環(huán)境外層空間的星球環(huán)境可能比地球環(huán)境更為復(fù)雜。因此，在設(shè)計(jì)探測(cè)機(jī)器人時(shí)必須考慮到地球上沒有的一些特殊環(huán)境可能對(duì)機(jī)器人造成的損害。（3）如何建立一個(gè)易于操作的星球探測(cè)機(jī)器人系統(tǒng)星球探測(cè)機(jī)器人的工作方式一般同時(shí)具備自主和遙控操作兩種。一方面，星球探測(cè)機(jī)器人可以根據(jù)自身攜帶的計(jì)算機(jī)進(jìn)行自主決策，實(shí)現(xiàn)一定程度的自主導(dǎo)航、定位和控制；另一方面，星球探測(cè)機(jī)器人也可以接受地面系統(tǒng)的遙控操作控制指令。因此要求星球探測(cè)機(jī)器人具有很高的智能。第二十頁，共46頁。第二十一頁，共46頁。第二十二頁，共46頁。飛行機(jī)器人或稱無人機(jī)、無人飛機(jī)，全稱無人飛行載具（Unmanned

Aerial

Vehicle，UAV）或無人飛機(jī)系統(tǒng)（Unmanned

Aircraft

System），指的是不需駕駛員在機(jī)內(nèi)駕駛的飛機(jī)。

UAV是指借由遙控或自動(dòng)駕駛技術(shù)，進(jìn)行科學(xué)觀測(cè)、戰(zhàn)場(chǎng)偵察等任務(wù)的飛行載具；UAV與傳統(tǒng)有人飛機(jī)相比具有操作成本低、運(yùn)用彈性大、支援裝備少等特性。第二十三頁，共46頁。（1）飛行機(jī)器人的種類一般來說，UAV大致上可分為以下數(shù)種：1）近距離UAV：搭載5kg以下，于低高度飛行5km距離，常稱為迷你UAV；2）短距離UAV：將飛行距離增加至20km，常稱為小型UAV。3）微型UAV：（Micro

Aerial

Vehicle，MAV）指翼展0.5m以下，飛行距離至多2km。4）戰(zhàn)術(shù)UAV：至少具有20h的飛行時(shí)間，視任務(wù)而定，升限至少5000m。

5）無人作戰(zhàn)空中載具UCAV：（Unmanned

Combat

Aerial

Vehicle）具備類似攻擊機(jī)的性能。第二十四頁，共46頁。（2）長時(shí)留空無人機(jī)為對(duì)目標(biāo)進(jìn)行長時(shí)間監(jiān)視，彌補(bǔ)無人偵察機(jī)留空時(shí)間短、對(duì)同一目標(biāo)反復(fù)偵察時(shí)所需航次多等不足，長時(shí)間留空無人機(jī)便應(yīng)運(yùn)而生。如美國洛克希德公司的微波動(dòng)力無人機(jī)，可在高空飛行60天以上。國外的長時(shí)間留空無人機(jī)最大續(xù)航時(shí)間可達(dá)1年，可對(duì)目標(biāo)進(jìn)行連續(xù)不斷的偵察、監(jiān)視。第二十五頁，共46頁。第二十六頁，共46頁。服務(wù)機(jī)器人與人們生活密切相關(guān)，服務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用將不斷改善人們的生活質(zhì)量。服務(wù)機(jī)器人是一種以自主或半自主方式運(yùn)行，能為人類健康提供服務(wù)的機(jī)器人，或者是能對(duì)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行維護(hù)的一類機(jī)器人。由于服務(wù)機(jī)器人經(jīng)常與人在同一工作空間內(nèi)，服務(wù)機(jī)器人比工業(yè)機(jī)器人要有更強(qiáng)的感知能力、決策能力和與人的交互能力。第二十七頁，共46頁。（1）服務(wù)機(jī)器人的定義服務(wù)機(jī)器人目前處于早期階段國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)對(duì)服務(wù)機(jī)器人的定義是：服務(wù)機(jī)器人是一種半自主或全自主工作的機(jī)器人，它所從事的服務(wù)工作可使人類生存得更好，使制造業(yè)以外的設(shè)備更好地工作。德國生產(chǎn)技術(shù)與自動(dòng)化研究所（IPA）對(duì)服務(wù)機(jī)器人所下的定義是：服務(wù)機(jī)器人是一種可自由編程的移動(dòng)裝置，它至少應(yīng)有三個(gè)運(yùn)動(dòng)軸，可以部分或全自動(dòng)地完成服務(wù)工作。這里的服務(wù)工作不是指為工業(yè)生產(chǎn)而從事的服務(wù)活動(dòng)，而是指為人和單位完成的服務(wù)工作。第二十八頁，共46頁。1）環(huán)境的表示服務(wù)機(jī)器人通常在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中以自主方式運(yùn)行，因此要求對(duì)環(huán)境有較為準(zhǔn)確的描述。2）環(huán)境感知傳感器和信號(hào)處理方法服務(wù)機(jī)器人的環(huán)境傳感器包括機(jī)器人與環(huán)境相互關(guān)系的傳感器和環(huán)境特征傳感器。3）控制系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)機(jī)器人控制系統(tǒng)和體系結(jié)構(gòu)研究目前主要集中在開放式控制器體系結(jié)構(gòu)、分布式并行算法融合等方面。4）復(fù)雜任務(wù)和服務(wù)的實(shí)時(shí)規(guī)劃機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃是機(jī)器人智能的核心。運(yùn)動(dòng)規(guī)劃主要分為完全規(guī)劃和隨機(jī)規(guī)劃。5）適應(yīng)于作業(yè)環(huán)境的機(jī)械本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在非結(jié)構(gòu)環(huán)境下工作的服務(wù)機(jī)器人是一項(xiàng)富有挑戰(zhàn)性的工作。6）人一機(jī)器人接口人一機(jī)器人接口包含了通用交互式人機(jī)界面的開發(fā)和友善的人機(jī)關(guān)系兩個(gè)方面。第二十九頁，共46頁。第三十頁，共46頁。第三十一頁，共46頁。第三十二頁，共46頁。一、軍用機(jī)器人二、農(nóng)業(yè)機(jī)器人三、仿人機(jī)器人第三十三頁，共46頁。1．軍用機(jī)器人概述軍用機(jī)器人有地面的、水下的和空間的。其中，以地面軍用機(jī)器人的開發(fā)最為成熟，應(yīng)用也較為普遍。地面軍用機(jī)器人分為兩類：一類是智能機(jī)器人，包括自主和半自主車輛；另一類是遙控機(jī)器人，即各種用途的遙控?zé)o人駕駛車輛。（1）軍用機(jī)器人特性首先，機(jī)器人可以代替士兵去完成那些不太復(fù)雜的工程及后勤任務(wù)，使戰(zhàn)士從繁重的工作中解放出來，而去從事更加重要的工作；其次，由于機(jī)器人對(duì)各種惡劣環(huán)境的承受能力大大超過載人系統(tǒng)，因而，在各種極限條件下，如使用核、生化武器的情況下，戰(zhàn)場(chǎng)機(jī)器人不僅能生存，還能夠完成各種作戰(zhàn)任務(wù)，而在這樣的戰(zhàn)場(chǎng)上，士兵要生存，其代價(jià)是昂貴的，而且是困難的。最后，由于機(jī)器人沒有感覺，在環(huán)境極其險(xiǎn)惡、只有采取某種自殺行為才能挽救戰(zhàn)局時(shí)，它會(huì)毫不畏懼地承擔(dān)其自殺性的戰(zhàn)斗任務(wù)。第三十四頁，共46頁。1）對(duì)于地面軍用機(jī)器人，機(jī)器人必須隨時(shí)對(duì)意料不到的障礙物作出反應(yīng)，還要適應(yīng)不斷變化的地面特征。地面行駛能力和快速準(zhǔn)確識(shí)別重要目標(biāo)是發(fā)展地面軍用機(jī)器人面臨的重大挑戰(zhàn)。2）對(duì)于半自主機(jī)器人，控制臺(tái)與機(jī)器人之間的每一次數(shù)據(jù)傳輸都可能被敵人干擾甚至控制，因此應(yīng)盡量減少它們之間的信息交換。這樣就要求一次交給機(jī)器人多項(xiàng)任務(wù)，由它獨(dú)立地去完成，而一個(gè)操作人員可以控制多臺(tái)機(jī)器人。3）要進(jìn)一步提高軍用機(jī)器人的自主程度，主要依靠以下的關(guān)鍵技術(shù)：模式識(shí)別及障礙物識(shí)別、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸及適當(dāng)?shù)娜斯ぶ悄芊椒?，還要開發(fā)全局模型，可以為機(jī)器人解釋所擁有的全局信息，還要在傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)方面取得重大進(jìn)展。第三十五頁，共46頁。第三十六頁，共46頁。第三十七頁，共46頁。第三十八頁，共46頁。第三十九頁，共46頁。1．農(nóng)業(yè)機(jī)器人概述農(nóng)業(yè)機(jī)器人是機(jī)器人在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的運(yùn)用，區(qū)別于工業(yè)機(jī)器人，是一種新型多功能農(nóng)業(yè)機(jī)械。農(nóng)業(yè)機(jī)器人的廣泛應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)勞動(dòng)方式降低了農(nóng)民的勞動(dòng)力，促進(jìn)了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展。（1）農(nóng)業(yè)機(jī)器人定義農(nóng)業(yè)機(jī)器人是一種以農(nóng)產(chǎn)品為操作對(duì)象、兼有人類部分信息感知和四肢行動(dòng)功能、可重復(fù)編程的柔性自動(dòng)化或半自動(dòng)化設(shè)備。能夠部分模擬人類智能的農(nóng)業(yè)機(jī)器人則稱為智能型農(nóng)業(yè)機(jī)器人。農(nóng)業(yè)機(jī)器人可分為移動(dòng)型和定位型，也可以將農(nóng)業(yè)機(jī)器人分為室內(nèi)型和室外型。農(nóng)業(yè)機(jī)器人比工業(yè)機(jī)器人簡單、確定和已知的工作環(huán)境和工作對(duì)象相比，將面臨非結(jié)構(gòu)、不確定、不宜預(yù)估的復(fù)雜環(huán)境和工作對(duì)象。第四十頁，共46頁。1）自動(dòng)在特定空間行走或移動(dòng)在果園或田野中自動(dòng)運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人，其移動(dòng)和精確定位技術(shù)比工業(yè)機(jī)器人要復(fù)雜得多，它涉及地面的凹凸不平、意外的障礙、大面積范圍的定位精度。2）對(duì)目標(biāo)的隨機(jī)位置準(zhǔn)確感知和機(jī)械手的準(zhǔn)確定位由于作業(yè)對(duì)象是果實(shí)、苗、家畜等離散個(gè)體，它們的形狀和生長位置是隨機(jī)性的，又多數(shù)在室外工作，易受光線變化、風(fēng)力變化等不穩(wěn)定因素的影響。3）機(jī)械手抓取力度和形態(tài)控制技術(shù)對(duì)于像桃、蘑菇之類的嬌嫩對(duì)象或蛋類等脆弱產(chǎn)品，機(jī)械手抓取力度必須進(jìn)行合理控制，需具有柔軟裝置，能適