第三单元 机器人的组成及工作原理
同学们,前面我们已经进入机器人大家庭,认识了许多各式各样的机器人。但这些机器人都是怎么组成?怎么工作的呢?是不是像电影中那样酷炫百变呢?让我们进一步认识一下真实的机器人。
机器人有哪些部分组成?
机器人系统的结构由机器人的机械结构部分、传感器组、控制部分及信息处理部分组成。机器人的外貌有的像人,有的却并不具有人的模样,但其组成与人很相似。机构部分包括机械手和移动机构,机械手相当于人手一样,可完成各种工作;移动机构相当于人的脚,机器人靠它来\走路\。感知机器人自身或外部环境变化信息的传 感器是它的感觉器官,相当于人的眼、耳、皮肤等,它包括内传感器和外传感器。电脑是机器人的
指挥中心,相当于人脑或中枢神经,它能控制机器人各部位协调动
作;信息处理装置(电子计算机),是人与机器人沟通的工具,可根据外界的环境变化、灵活变更机器人的动作。
机器人运动机构
机器人的运动机构就像是人类的手脚一样,不一样的是它们中有些机器人的脚是轮子或履带等代替,如图为机器人乐队。
当我们见到某人时,我们会用握手的方式来打招呼,这也是人们愿意在机器人身上运用的人类互动基本形式。但机械手臂和手通常是僵硬的机械零件所组成的。
传统机器人一般都具有非常僵硬的关节和手臂,很有可能会给人类造成危险。而人类则不同,虽然我门具有着坚硬的骨骼,但肌肉却非常柔软,肌肉可以像弹簧一样移动。他们不仅仅是驱动金属的
变速箱,这就促使科学家们想出了一个全新的人造肢体设计模型,其
灵感就是直接来源于人体。
这个机器人虽然像人类,但是没有皮肤而且仅仅只有一只大眼,它主要精妙的模拟了人类的骨骼结构,他甚至需要放松后背。
他是迄今为止最为逼真的骨骼,甚至关节盘之间有胶状软垫的水平,这正是骨骼活动的关键所在。
机器人在人类骨骼上有很多值得借鉴的地方,特别是手臂和手,这是仿人机器人身上最复杂的零件之一,也是跟人类接触最频繁的部位
如下图,为便携式履带机器人,具有良好的机动性,在越障、跨沟、攀爬等方面具有明显优势。
思考:双足机器人行走过程中怎么样保持平衡呢?
重心是双足机器人直立行走的重点问题,主要在于保持重心平衡。机器人行走的过程中,能让重心可以在安全范围内变化,使机器人可以保持平衡,稳步前进。