万能机器人软件乐高机器人的万能程序有哪些

乐高教程:

n 触动传感器

n 光电传感器

n 角度传感器

n 温度传感器

n 传感器的使用方法与技巧

n 其他传感器

4.1简介

马达通过齿轮和滑轮传动，可以让你搭建的机器人动起来，他们就如同是移动机器人腿和手臂的肌肉。同时，你还可以使用传感器来装备你的机器人，它们就如同是机器人的眼睛、耳朵和手指。

机器人套装中包含两种传感器：触动传感器（两种）和光电传感器。在本章中，我们主要是描述它们的特性，对于其它的传感器你可以单独购买，如：角度传感器和温度传感器。每一个设备都有其特定的作用，你将会因为它们的功能强大和所能涉及的范围之广而感到惊讶。当然也包括这种情况,可以用一种传感器仿效另一种传感器，以用来代替不能使用的传感器。利用RCX上的红外光电，使用一些小技巧，你可以把把你的光电传感器变成一个雷达。

在阅读本章的过程中，我们希望你能把机器人套装放在身边,这样你可以跟随我们的例子亲自动手去做。为了保持其完整性，我们还会讲一些机器人套装的扩展套装和技术套装的内容。若你现在还没有这些也不要担心，这不会影响到你搭建体积较大的机器人。

4.2触动传感器

触动传感器（图4.1）是乐高传感器大家庭中最简单、最直观的一种。它的工作方式非常像是你家门铃上的按钮：当它被按下时，电路接通，电流就会通过，RCX就能够检测到这个数据流，你的程序就会读取触动传感器的当前状态：开或者关。

图4.1 触动传感器

如果你已经开始使用机器人套装，阅读了Constructopedia，并搭建了一些模型，你可能对传感器的一般用途比较熟悉，如缓冲器。缓冲器是与周围环境相互作用的一种简单方式，当你的机器人遇到障碍物时，可以用它们来进行检测，并由此而改变运动状态。

典型的缓冲器是一个重量较轻的可移动装置，事实上，当它碰到障碍物时会把冲击力传递给触动传感器并使之关闭。你也可以发明出很多种缓冲器，但它们的外形应该能够反映机器人的外形，而且还能反映出环境中障碍物的外形。如图4.2中所示一个非常简单的缓冲器，可以很容易发现墙壁，假如房间里有像椅子一样等复杂障碍物，它的效果就不好了。在这种情况下，我们建议你通过实验来进行。为机器人设计一个缓冲器，在房间的周围离地板适当高度的地方移动它，检查它是否能够发现所有可能的碰撞点。如果你的缓冲结构较大，当它用最佳部位撞击到障碍物并按下触动传感器时，不要以为这就是正确的。图例4.2是一个不太好的缓冲器，因为当碰撞发生时，它几乎不能用横轴的边缘来关闭触动传感器，说它是一个不好的缓冲器是因为它把整个碰撞产生的力直线传输给了传感器，也就是说，在机器人身上安装一个非常稳固的支架对传感器的安装是非常有必要的。

图4.2简单的缓冲器

根据经验，应该尝试不同的碰撞来看看缓冲器在各个位置是否能很好的工作。你可以编写一个无限循环的小程序，当传感器被按下时，发出一声蜂鸣声用来测试你的缓冲器。

谈起缓冲器，人们往往会想到当遇到障碍物时开关会被按下。这样说似乎有点绝对，在发生碰撞的时候同样可以松开开关。看一下图4.3，橡胶皮筋可以使积木轻压着传感器，当缓冲器的前面部分接触到物体时，开关就会被释放。

图4.3 平常压下的缓冲器

实际上，向你推荐这种缓冲器有这样几个重要的原因：

l 冲击力不可能直接传递给传感器，传感器与标准的乐高积木相比更容易受损坏，因此应避免不必要的撞击。

l 橡皮圈可以吸收撞击力，这对你的传感器和机器人来说都会起到保护作用，当你的机器人速度非常快，或者重量大，或者反应比较慢，或者具备其中的一个因素时，这种保护作用显得尤其重要。

缓冲器是一个非常重要的装置，而且触动传感器的应用也非常广泛。当你想告之RCX一个事件发生时，你可以使用按钮一样人为的把它按下去。你能想象出类似的情况吗？事实上，有很多。比方说，你可以按下铵钮告诉RCX”现在读取光电传感器的值”，从而进行读取校准（我们将在以后的部分进行讨论）。

另一个常用的作用就是把触动传感器作为一个位置控制器来用。如图4.4，机器人向前看时（图4.4b）就关闭了头部（图4.4a）的触动传感器。通过编程可以在水平面上实时的控制头部的旋转（向左或向右），当传感器被按下时，机器人的头部就能转回到正确的位置，值的注意的是，我们在这个例子中用到的凸齿轮在与触动传感器相配合时是非常的有用，你可以让轴通过三个十字孔个中的一个来选择合适的距离去关闭触动传感器。

图4.4 用触动传感器定位

在本书的第三部分我们还会介绍位置控制的其它一些应用。事实上，在搭建你的机器人之前需要你去研究一些不同的方法。

我们再举几个事例来说明传感器的应用。假如你想搭建一个电梯。你希望电梯可以在任何一层都能停下。首先你会想到在每一层安放一个触动传感器，当按下其中一个时，电梯室会在那一层停下。这是一个好方法，但这里有一个小问题；你仅有两个触动传感器，对你来说，一个电梯仅有二层不是非常实际，你可以再买一个触动传感器，但这只能再加高一层,并没有解决实质性的问题。此时，RCX的三个输入端口已经全部被占用。突然，你会想到一个办法：为什么不把传感器放在电梯厢上而不是外面呢？在电梯厢上固定一个传感器，这样只需一个传感器就可以加高更多的楼层了。从最初的方案到现在更好的方案，两个系统是完全相同的吗？答案是否定的。首先，你需要决定厢的绝对位置，当它在第二层时，你仅是可以知道它的相对位置。那么，你需要一个初始点，从起始点开始计算就可以推断出厢的位置.或者程序运行时，需要厢体在一个特定的位置，或者用第二个传感器来探测一个特定的楼层。例如，在最底层放置一个传感器，因此程序一开始就降下电梯到最底层。那样就可以计算出厢体的绝对位置了。

现在，电梯就能够准确的升降了。但你还有最后一个问题需要解决：如何告诉你的电梯它应该去哪一层呢？在每一楼层放置一个传感器去提示电梯是不切合实际的。在RCX上只剩下一个输入端口了。你要用这一个触动传感器来做什么呢？你还可以采用以前的方法吗？可以，你可以计算一个触动传感器被按下的次数。比如说，被按下三次表示是三楼，依次类推。现在你就可以去搭建你的电梯了。

方法与技巧

计算按下次数

下面这个例子是用伪代码来编写的，一个代码并不与实际编写语言相对应，而是界于程序语言和机器语言之间。使用伪代码编程在专业程序员中是一种非常普遍的做法。

计算触动传感器被按下多少次需要一些小窃门。假如你写了一些简单的代码，如下：

Counter =0

repeat

if Sensor1 is on then

Counter = Counter +1

end if

end repeat

当你保持触动传感器被按下很短的间隔内，你的程序代码就会在你的RCX上飞快的执行。然而，在记录下一个新的按下之前，需要松开触动传感器：

Counter = 0

repeat

if Sensor1 is on then

Counter =Counter+1

wait until Sensor1 is off

end if

end repeat

现在，你编写的代码正确地记录了从断开到闭合的变化。在你的代码中，有一个重要的特点需要介绍一下：当它在一段时间内接收不到触动信息时，你希望你的计数程序停止。为了实现这一点，你需要使用一个计时器用来测量上一次按下时间与最后一次时间的间隔：

Counter=0

interval = <a proper valve>

reset Timer

repeat

if Sensor1 is on then

Counter = Counter + 1

wait until Sensor1 is off

or until Timer if greater then Interval

reset Timer

end if

until Timer is greater then Interval

假如你的时间间隔是两秒。当计数程序开始时，计时器和计数器首先复位为0，然后开始检测传感器的状态。如果两秒内没有按下触动传感器，它仍将保持复位状态，如果有触动传感器被按下，此动作将被记下并等待使用者释放按钮，计时器复位为零，在程序停止运行之前，使用者可以在两秒内第二次按下触动传感器。

4.3光电传感器

用”看”来形容光电传感器的功能有点夸大其辞。实际上它只是用来检测光并测量其强度。尽管受到限制，但其应用范围仍比较广。

图4.5 光电传感器

光电传感器和触动传感器的最大区别是，后者返回的是一些数值而不是单纯的开/关状态。你所读到的数值由光电传感器在那个时候所检测到的光强所决定。这些数值以0至100的百分数的形式返回，光值越大，百分数就越大。你可以用光电传感器来做什么呢？你可以用它搭建一个由光电传感器所驱动的机器人，我们称之为光的追随者，它可以检测周围的环境，找到一个强光源（或者是最亮的）并朝着它前进。在一间足够暗的房间里进行，以免产生干扰，你也可以用手电筒来控制你的机器人。

检测外部光源的功能是非常有趣的，但是或许你不能用它来做最令人惊奇的事情。我们介绍一下光电传感器的另一个用途：它不但可以用来检测光强，而且还可以自身发光。提供稳定光源的是一个红色的发光二极管，因此你可以用来测量反射光并传给传感器。

当你用来测量反射光时，你必须去避免一些来自其它光源的干扰。需要注意的是光电传感器对IR所发出的光也非常敏感，像典型的远距离控制器发出的红外光，如摄像机；或者是乐高红外发射器。

设计与计划

读取周围的光值

乐高光电传感器并不适合于测量外部光源来说，因为其灵敏度比较弱。红色发光二极管所所发出的光太靠近检光器以致于过多的影响了光值的读取。如果你想测外部光源，你应该考虑尽可能的去减少红色发光二极管的影响。一个简单的办法就是在光电传感器的前部放一个1×2的单孔积木块，.更多的行之有效的办法需要你对光电传感器有些细微的改动。在Ralph Hempel的网站中，他提到了如何对光电传感器作修改，既不是永久的改变也不会损害你的光电传感器。（见附录A）

光在表面的反射率取决于许多因素，主要是表面的颜色，质地和它距光源的远近。黑色物体的反射能力要弱于白色物体；黑色光滑表面的反射能力要强于黑色不光滑表面。另外，距离光电传感器越远，光电传感器所检测到的反射光就会越少。

这些因素都是相互依赖的，通过光感读取的值，并不能说明是由哪个因素引起的。但你可以保持其它因素不便，而让一个变化，这样就可以通过读取的数值来推断出环境的一些变化。例如，如果你的光电传感器经常对着同一个物体，或者相同质地和颜色的物体，你能够用它去测出它的相对距离。另一方面，你可以把不同的物体放置在光电传感器的前面，在恒定的距离内分辨出它们的颜色。

4.3.1测量反射光值

为了举例说明测量反射光的原理，我们来做一个实验。拿一个RCX并打开其电源，在任意一个输入端口连接一个光电传感器，在你的程序中正确的设置其端口（红色发光二极管应该发光）。准备一间光线较暗的房间，RCX有个控制模式，可以实时查看光感读取的值。按RCX上的VIEW键，当小箭头正确显示在传感器所接的输入端口位置。在显示屏上会显示出读取的光线值。接下去你把光感放到桌上，在桌上以一定间隔（0.5cm,1cm,1.5cm）并排放置不同颜色的积木块,保证积木之间的间距相等。查看数据，得到的是不同颜色的积木反射的光值是不同的。

再进行第二个实验：将白色的积木快慢慢的移向光感，然后再慢慢的移开，观察显示屏上的数据，可以发现当光感与积木间的距离加大时数值将减小。我们的目的就是为了证明光感是不能同时判断出距离和颜色的。我们重点强调在你使用光感时尽量避免外界光线的干扰。

方法与技巧

理解原始值的概念

了解原始值是很关键的，对于熟练的使用机器人套装并不是必须的。但从另一个方面讲，它可以帮助你理解传感器是如何工作的。

RCX把来自传感器（不管是什么类型）的电信号全部转变成范围在0至1023之间的数字信号，我们称之为原始数值。在程序中，你在一个端口上设置了一个特定的传感器，RCX会自动设定该传感器的原始数值范围，例如，从触动传感器读取的数值范围是1或者0，代表开或者关，当从温度传感器读取时就会转变成摄氏温度或华氏温度。同样地，光电传感器读取时就会通过下面的方程式转换成一个百分数：

百分数=146-原始数值/7

为什么我们需要知道这种转换呢？对于大多数应用程序来说，通过RCX返回的光感值的百分数形式更加有效，但也有这种情况，你需要所有光感变化值而百分数形式却不能体现出光感值的一些变化。我们用一个例子来做一下说明。假设会有两种不同的情形，光电传感器读取707和713两个不同的数值。把这两个数值转换成百分数，因为RCX只使用整数,需要将除的结果进行圆整。

146-(707/7)=146-101=45

146-(713/7)=146-101=45

在第二个方程式中数值101实际上是101.857…，去掉小数部分为101.就看部不出两个值是不同的。我们知道在大多情况下数值的小数部分是不重要的。但也会有其它情况需要用到这样一个微小的变化的数据

如果你用LEGO图形化的编程环境为RCX编写程序，你必须接受它的刻度值，否则无法处理原始数值。如果你选择其它的编程语言，则可以直接处理没有处理过的原始数值，在必须的时候，利用其优势，可能会有更好的解决方案。

识别不同的颜色是光电传感器一个非常普通的应用。我们曾说过，光电传感器实际上并不是用来识别颜色的，而是用来读取反射光值。因此，它很难把黑色和蓝色的积木块区别开。但目前来说，我们仍说它能识别颜色，在读完之后您会明白真正的意思是什么。

4.3.2沿线走

目前，光电传感器最普遍的使用方法就是用它搭建一个沿线走的机器人。

这个项目的设置是很简单的，这也是之所以流行的一个原因。尽管其外观简单，这项工作仍需要引起足够的重视，并需要你仔细设计和认真编程。我们将在第二部分详细的讨论这个主题的细节内容。当光电传感器在轻质地面上读取一条黑线时，你要注意有什么事情发生。

当把光电传感器放在地板上时，假设说读取的数值为百分之七十，黑线为百分之三十。如果你想让机器人缓慢的从地板移动到黑线或者是有污点的地方.你会注意到，数值不是从一个值突然跳到另一个值，而是会出现一系列的中间值。原因是光电传感器不是读取一个点，而是光电传感器前部的一个小区域。所以当光电传感器穿过线的边缘时，它所读取的是地板和黑线的边界值并返回一个中间值。

这个功能有用吗？当然，有时有用，有时没有用。尤其当我们涉及到沿线走时，它是有用的。实际上，你可以（或者说应该）编写一段程序让你的机器人沿着边界走而不是实际的黑线。这样当机器人需要改变它的行进路线时，它知道往哪个方向转身：如果所读取的值太”暗”，它应该向亮的区域前进，或有污点的区域。

技巧与提示

校准读取值

有时，你并不能预先知道光电传感器实际上所读取的数值是多少。假如你要参加一个沿线走的比赛：你并不能确定你的传感器所返回的地板和黑线的数值。在这种情况下，一般的习惯是，在你的程序中不写入预期的常数值是比较好的。但可以让你的机器人通过一个简单的测量程序来读取这些数值。继续我们沿线走的例子,你可以专设一个空的输入端口用来接入一个触动传感器，当你把机器人放在地板上时手动按下触动传感器，然后再放在黑线上，因此它就可以保存下读取到的最大值和最小值。或者你可以编写一个小的检测程序，以取消那些限制。

当你需要控制一个更复杂的区域时,举例来说，区域包括三种不同的颜色，想象一个台面被划为白色，黑色和灰色三个不同颜色的区域。在白色和黑色之间的边界上你如何能区别出灰色区域? 这时你不能只做一个简单的读取，你必须深入考虑其它的因素, 像预先读取,或者你可以使你的机器人在一个地方收集更多的数据并推断它所在的位置。要处理这样的情况，对软件的要求就会变得更加复杂。

光电传感器如同一个万能器，它有很多种使用方法。你可以在光电传感器的前部放置一个彩色的可以移动的乐高梁来搭建一个对称形状的装置.图4.6就是一个这样的例子。当你推或者拉梁的上部时，光电传感器就会读取不同的光值。

图4.6 用光电传感器作一个模拟控制

光电传感器与灯相结合（不包括在头脑风暴套装中）可做成一个光电管（图4.7）；当有物体挡在光电传感器和灯之间时，机器人就会察觉。值得注意的是，我们在光电传感器的前面放置了一个1×2的单孔梁，以减少来自周围光线的干扰。

图4.7 光电管

4.3.3接近探测

你可以用光电传感器做成一个雷达探测器用于检测即将碰到的障碍物。这被称之为接近探测。这项技术所基于的特性我们已经讨论并探究过了，就是光电传感器可以根据反射光线来测定相对距离。假如你的机器人要直线前进，用一个光电传感器为它在前面引路。假如你的机器人要在一个暗室里移动，除了光电传感器上的红色发光二极管之外没有任何的光源。在向前移动的过程中，机器人连续不断的读取传感器所检测到的光值。如果读取值趋向于迅速增大，就可以推断出机器人正向着一个物体前进。但不能推断出障碍物的种类及与障碍物之间的距离，如果房间内没有物体在移动，你确信机器人正在接近障碍物。现在我们有了一套系统可以躲避障碍物而不是局限于碰撞以后再检测它们。

注意：

RCX内部的IR LED发射的是不可见光，光电传感器的红色二极管发射的是可见光。

遗憾地是，当房间内有光源时，这项技术工作就有问题了，原因是你的程序不能区别自身反射回的红色光还外界环境光线。你需要在机器人身上有一个更明显的独立光源提供更高的参考。

令人欣慰的是，正好有一个！RCX内部有一个IR LED可以发射信息给红外发射仪或是另一个RCX。用RCX内部的IR LED以比特的编码形式发送信息可以被红外发射器所接收到。关于信息的内容我们并不关心；我们需要的仅仅是光。尽管红外光对于肉眼来说是不可见的，却与可见光具有相同的性质，LEGO光电传感器对此却非常敏感。

所以，现在你的程序有了使用接近探测的所有条件。发送一个IR信息并立即读取光电传感器的值.你最好把读取的数值进行一下平均处理，这样可以把外部光源所导致的影响降至最低（我们将会第12节讨论这个窍门）。如果你注意到在随后的二组值中有显著的增加，举例来说，百分之十，说明你的机器人很有可能正朝着障碍物前进。

4.4角度传感器

我们将要研究的第三个乐高传感器是角度传感器（图4.8）。遗可是机器人套装中没有包含该部件，它的多功能性仅次于光电传感器。在3801 Ultimate Accessory套装里面包含一个角度传感器，还有一个触动传感器，一个灯,遥控器和少量的其它附件。

图4.8 角度传感器

方法与技巧

角度传感器是如何工作的呢？

因为角度传感器有四种不同的状态，所以会返回四种不同的值。我们称之为A，B，C和D。对于每一次完整的旋转，它经过了四种状态各四次—这也就是我们为什么要用十六来计数的原因。如果角度传感器是顺时针旋转，它会读序列ABCD…，如果是逆时针旋转，读取的结果会是ADCBA…，RCX会时刻检测传感器，当RCX检测到状态发生变化时，它不但可以推断出角度传感器已经转动，而且还可以知道所旋转的方向。举例来说，从A转变到B，或从D转变到A，计数器将增加一个单位，然而，从D到C，或者是从A到D，计数器将减少一个单位。

角度传感器，顾名思义，是用来检测角度的。它的身体中有一个孔，可以配合乐高的轴。当连结到RCX上时，轴每转过1/16圈，角度传感器就会计数一次。往一个方向转动时，计数增加，转动方向改变时，计数减少。计数与角度传感器的初始位置有关。当初始化角度传感器时，它的计数值被设置为0，如果需要，你可以用编程把它重新复位。

通过计算旋转的角度，你可以很容易的测出位置和速度。当在机器人身上连接上轮子（或通过齿轮传动来移动机器人）时，可以依据旋转的角度和轮子圆周数来推断机器人移动的距离。然后就可以把距离转换成速度，你也可以用它除以所用时间。实际上，计算距离的基本方程式为：

距离=速度×时间

由此可以得到：

速度=距离/时间

如果把角度传感器连接到马达和轮子之间的任何一根传动轴上，必须将正确的传动比算入所读的数据。举一个有关计算的例子。在你的机器人身上，马达以3:1的传动比与主轮连接。角度传感器直接连接在马达上。所以它与主动轮的传动比也是3:1。也就是说，角度传感器转三周，主动轮转一周。角度传感器每旋转一周计16个单位，所以16*3=48个增量相当于主动轮旋转一周。现在，我们需要知道齿轮的圆周来计算行进距离。幸运地是，每一个LEGO齿轮的轮胎上面都会标有自身的直径。我们选择了体积最大的有轴的轮子，直径是81.6CM(乐高使用的是公制单位)，因此它的周长是81.6×π=81.6×3.14≈256.22CM。现在已知量都有了：齿轮的运行距离由48除角度所记录的增量然后再乘以256。我们总结一下。称R为角度传感器的分辨率（每旋转一周计数值），G是角度传感器和齿轮之间的传动比率。我们定义I为轮子旋转一周角度传感器的增量。即：

I=G×R

在例子中，G为3，对于乐高角度传感器来说，R一直为16.因此，我们可以得到：

I=3×16=48

每旋转一次，齿轮所经过的距离正是它的周长C，应用这个方程式，利用其直径，你可以得出这个结论。

C=D×π

在我们的例子中：

C=81.6×3.14=256.22

最后一步是将传感器所记录的数据-S转换成轮子运动的距离-T，使用下面等式：

T=S×C/I

如果光电传感器读取的数值为296，你可以计算出相应的距离：

T=296×256.22/48=1580 距离（T）的单位与轮子直径单位是相同的.

实际上，在程序不仅仅会用到乘法和除法的数学运算，还有更多的需要多留心（有关内容我们将在第12章进行进一步的讨论）。

使用角度传感器来控制你的轮子可以间接的发现障碍物。原理非常简单：如果马达运转，而齿轮不转，说明你的机器已经被障碍物给挡住了。此技术使用起来非常简单，而且非常有效；唯一要求就是运动的轮子不能在地板上打滑（或者说打滑次数太多），否则你将无法检测到障碍物。如果是一个空转的齿轮连接到马达上就可以避免这个问题，这个轮子不是由马达驱动而是通过装置的运动带动它:在驱动轮旋转的过程中，如果惰轮停止了，说明你碰到障碍物了。

在许多情况下角度传感器是非常有用的：控制手臂，头部和其它可移动部位的位置。值的注意的是，当运行速度太慢或太快时，RCX在精确的检测和计数方面会受到影响。事实上，问题并不是出在RCX身上，而是它的操作系统，如果速度超出了其指定范围，RCX就会丢失一些数据。Steve Baker用实验证明过，转速在每分钟50到300转之间是一个比较合适的范围，在此之内不会有数据丢失的问题。然而，在低于12rpm或超过1400rm的范围内，就会有部分数据出现丢失的问题。而在12rpm至50rpm或者300rpm至1400rpm的范围内时，RCX也偶会出现数据丢失的问题。

这仅仅是一个小小的问题，你可以上下调整传感器来使其处在合适的范围内。

igm机器人

所谓igm机器人，一般指6轴机器人本体，夹持重量为6KG；另外，还应包括一套控制系统和焊接系统（焊接电源、焊枪及水冷系统、焊接软件系统等）。其它：起始点寻找、焊缝跟踪等，需要特殊订货。为完成一项弧焊机器人工程，除需要弧焊机器人以外，还需要实用的周边设备。弧焊机器人与周边设备组成的系统，称弧焊机器人集成系统。

周边设备的设计依据是上机焊接的工件，由于焊件的差异很大，需要的周边设备的差异也就很大，繁简不一。从焊件的焊接要求分析，周边设备的用途大致可分为三种类型。

其一，简易型，周边设备仅用来支持机器人本体和装夹焊件，如：C型架、平台以及夹具等。

其二，工位变换型，该型除具有上述功能外，还具有工位变换功能。其周边设备除具有上述装置外，还可能包括单、双回转和倾翻%回转式变位机等；

其三，协调焊接型，该型除具有上述功能外，还具有协调焊接功能。其周边设备除具有上述设备外，还可能包括一个或多个做成外部轴的变位机、龙门架及滑板、地轨及滑板等。

弧焊机器人是成熟、标准、批量生产的高科技产品，价格不贵。但设计一项弧焊机器人集成系统，

其上述周边设备是非标准的。这些设备需要专业设计和非标产品制造，其价格是比较昂贵的。

在结构件生产上，企业的竞争一方面要装备弧焊机器人，提高产品质量；另一方面要减少设备投资，降低产品成本。这是企业家考虑的事。

另外，从技术方面考虑，购置机器人不能脱离企业技术现状。采用机器人焊接的前道工序，下料精度，组对精度都有严格要求。如果达不到要求，就会导致机器人应用失败。尤其是复杂焊件，问题更比较突出。

笔者从现实技术和优化投资的角度综合考虑，提出了发展、装备经济型弧焊机器人集成系统的思路。这种思路于九十年代在某合资企业已经成功应用。

1 工程机械行业弧焊机器人集成系统装备及应用情况

工程机械行业是国民经济支柱产业之一，始建于1961年。在六、七十年代，工程机械分为八大类。自“七五”以后，随着国民经济、国防建设的发展，给工程机械提供了较大的发展空间，产品品种、产量均有大幅度增长。中国工程机械工业协会把工程机械扩展到18类122组产品，形成了18个协会分支，会员单位约1000个生产厂家。本文所讨论的问题仅涉及到工程机械行业的主要企业，即：挖掘机械、装载机、推土机和工程起重机等生产厂家。在“八五”期间，由部委专项经费支持，一些装载机、推土机厂家装备了焊接机器人集成系统和柔性生产线。

1.1 机器人集成系统装备和应用的基本情况

据笔者不完全统计，拥有弧焊机器人集成系统的厂家约20余家。其中，装载机行业大约9家，推土机行业5家，工程起重机行业大约3家，挖掘机行业大约5家。其中，包括多条弧焊机器人柔性生产线。这些弧焊机器人集成系统，全部是进口的。包括：igm、cloos等厂家的产品。设备购置费用很高，一个焊接单400－500万元；一条柔性生产线1500－3000万元。昂贵的设备投资，应用情况基本为不理想。相比之下，一些外资企业，要么没有装备焊接机器人；要么装备的焊接机器人，应用效果很好。

应用的具体情况如下：

（1）几条焊接机器人柔性生产线，全部不能实现设计功能。较好的生产线，做单机使用；应用比较差的生产线，差到千余万元的设备，一次没有应用；

（2）弧焊机器人单机也没有达到设计要求。使用较好的，

可焊率达到设计要求的40－50％，或20－30％应用差的，差到几百万元的设备没有应用；

（3）笔者见到应用机器人焊接较好的例子，大都用在焊缝简单的焊件上。如挖掘机动臂中段、斗杆、履带架、中间架环缝；装载机桥壳、动臂；推土机台车架（履带架）等。在焊缝分布复杂的中厚板焊件焊接上，采用机器人焊接，尚未看到应用较好的例子。如装载机的前车架，大约可焊率仅能达不到20％－50％，需要二次上变位机焊接

1.2 焊接机器人应用效果不良的原因

首先，在工艺设计中，对设备选型没有深入研究，以为机器人是“万能”的。选择的焊件，焊缝分布复杂，机器人难以适应。一个焊件，几十道甚至百道焊道，即使机器人具有起始点寻找和跟踪功能，由于待焊焊道的偏差，机器人在完成焊接20％－30％，多者40％－50％焊接以后，夹持的焊枪就可能偏离焊道了。有这样的一个设计，要求用一条机器人柔性焊接生产线，完成推土机几个大焊件的焊接，这几乎是不可能的。

其次，焊坯制造精度低。焊接的前序，存在两个问题：一是下料精度低，达不到要求；二是组对（焊坯的拼装、点焊）设备精度低。由于切割下料的热变形，焊件的板坯误差较大。下道工序又在低精度的搭焊模（拼点机或焊胎）

上组对、制坯。这样，生产的焊坯，其待焊焊缝的“互换”性很差，满足不了示教精度要求。笔者目睹，某主梁6条主要待焊焊道的间隙，大小相差约10mm之多。进口的机器人，就在车间里，没法使用。

2 经济型弧焊机器人及其应用

2.1 经济型弧焊机器人集成系统

所谓经济型弧焊机器人集成系统是价格便宜的系统。如果一个焊接工作单元，由一台焊接机器人和一台或两台焊接变位机组成，价格在百万之内，这个价格是非经济型机器人系统的1/3－1/5，可称经济型系统。主要用在焊缝分布简单，焊接工作量大，焊接劳动强度大、焊接环境恶劣的工件。

一般焊接机器人要求周边设备的传动精度偏高，如要求变位机传动精度1米直径，容差±0.15（±1’）。而普通的回转支承，1米直径的径向跳动量，超过0.3mm普通减速机的传动间隙也达不到要求。

这些要求是可以放宽的，我们用普通电机、减速机和回转支承作成的变位机，与机器人组成的集成系统已经在外资公司服役七年，仍在正常工作。证明这种经济型的设备是实用的。

2.2 典型应用实例

2.2.1 倾翻回转式变位机－机器人自动焊接系统

这个系统由倾翻回转调速式变位机、焊接机器人和plc 集中控制系统等组成，如图1所示。变位机的两套传动系统，工作台回转加编码器，倾翻工位变换，采用行程开关。这套系统的控制,由两套控制系统组成，除焊接机器人控制系统外，还另做一套变位机的PLC控制系统。在作业过程中，两控制系统信息交换，协调工作。

变位机的功能有二，其一，工位变换，工作台的工位为0°、45° 、90°；其二，回转传动为交流变频调速系统，满足环焊缝焊接速度要求，焊接过程可无人操作。主要控制过程，见图2。

这个系统也可以做成焊接专机系统（变位机1操作机）。如果专机系统没有焊枪跟踪、摆动，焊接过程需要人工时实监控、跟踪。机器人系统解决了专机不能解决的全部问题。

2.2.2 双坐单回转式变位机－机器人自动焊接系统

这个系统由变位机、焊接机器人及落地滑板（外部轴）等组成。变位机为单回转式，回转传动加编码器。变位机的功能为回转定8个工位。变位机不参与协调焊接。这套变位机－焊接机器人系统，如图3所示。

配焊接机器人的工位变换变位机，有立式和卧式两类产品，工位数可有2、4、8等。基本原理与上述产品大致相同。8工位的变位机，机器人发给变位机的转角指令为3bit信号，由000、001、011、100、101、110、111构成八种工作状态。

这个用普通电机、减速机、编码器做成的工位变换系统很多。根据配套的焊接机器人不同和工件不同，设计的细节也不同。对薄板焊接件，不能跟踪，其工位定位还可加气动销。对中厚板焊件的工位定位，不需要那么严格，传动到位即可。如，挖掘机履带架、斗杆、动臂中段焊接等，均获得成功。

3 关于装备焊接机器人集成系统的思考

（1）支持发展经济型焊接机器人集成系统。在工程机械结构件生产中，总体工艺水平外资高于内资企业。外资企业的焊接机器人装备情况，不如内资企业（大、中型）装备率高。但某外资企业采用了经济型焊接机器人集成系统，比较经济、合理，这是值得借鉴的经验。

（2）合理选择应用对象。应当选择焊接工作量大，焊缝分布简单（如，长直、圆周环焊缝等）的工件，作为机器人焊接工件。就目前的工业水平而言，普通数控切割下料，普通的装焊工艺，装备焊接机器人柔性生产线是不实际的。在我国，迄今为止，弧焊机器人系统，购置不少。用在中厚板复杂焊件焊接上，尚无成功范例。复杂焊件或焊缝分布复杂的焊件，大量采用变位机焊接是合理的。

（3）焊接机器人应用是一个系统工程。结构件焊接水平应与下料、组对等生产工艺水平同步提高。某外资企业，板材下料已经采用多台激光切割机；

组对采用高精度“搭焊模”－拼点机。也有不少企业，已经采用水等离子和精细等离子下料。

（4）周边设备的高精度要求有待研究。标准机器人有着广泛的用途，不仅仅用在焊接上。而焊接机器人的周边设备就是用在焊接上。周边设备的精度要求应与焊件和焊缝的精度要求相匹配。按着这种思路，周边设备的制造精度可以适当降低要求，降低造价。而且，实践证明是可行的。

焊接机器人的应用，与产品批量、劳动力成本、劳动保护及工件质量要求有关。进入中国的外资企业，按中国劳动力成本计算，一些企业并没有装备弧焊机器人。某些企业采用焊接机器人，也是用在简单、量大的焊件上，采用了“经济型焊接机器人集成系统”。这些经验，不仅值得工程机械行业的厂家借鉴，其它行业的厂家也可以参考。

万能驱动

http://download.pcpop.com/Soft/36248.html

EBOT是一种能为用户自动搜索指定信息的搜索工具，许多人也亲切地称呼该搜索工具叫电子机器人，该搜索工具能够轻松地帮助用户搜寻并下载各类电脑驱动程序和升级程序!

是个能做在桌面上的“机器人”，能告诉你最新软件、补丁发布消息，并能将你机器里的软件查找出最新的更新版本 ☆汉化补丁使用: 本软件需要安装。安装后在 c:\ 根目录下会生成一些图片文件(*.cpn)，且它的安装是在 c:\windows\DownloadWizard 目录下。解开汉化压缩包，把汉化文件 DownloadWizard.exe 复制到 c:\windows\DownloadWizard 直接覆盖原文件即可。并把注册表文件 ebot.reg 双击添加到注册表中。此时已成功完全汉化。

如何系统地学习机器人

作者：郑帆

链接：http://www.zhihu.com/question/22390802/answer/21350061

来源：知乎

著作权归作者所有，转载请联系作者获得授权。

作为在校工科生，只回答问题中关于如何自学机器人方面的问题。

1. 基础知识入门

教材大同小异，推荐常用的两本：

克莱格：机器人学导论 (豆瓣)

蔡自新：机器人学 (豆瓣)

配合教材可以看斯坦福大学的公开课：斯坦福大学公开课：机器人学

以上内容，帮助在脑海中建立机器人学的大概图景和基本概念。当然，不必尽看，实际上认真钻研一套足矣。通常机器人学基础讨论都基于机械臂，需要弄懂的几个问题：机械臂的空间描述和坐标变换；机械臂运动学；机械臂逆运动学；机械臂动力学；轨迹规划；机械臂的控制；其他如机械设计、传感器、图像处理etc。

基础内容中，个人认为最重要的必须掌握的几个概念：

①刚体位姿的坐标描述和变换：机器人模型的基础，于机器人学的重要性犹如英文字母至于英文；

②D-H坐标变换：机械臂建模的重要方法，以简洁的数学语言描述由一连串刚体组成的机械臂；

③雅克比矩阵：机械臂运动学的核心，用于关节速度和末端速度的换算；

④拉格朗日动力学：力和速度加速度之间换算的桥梁。

最重要的工具：数学，尤其是线性代数。

2. 基础动手入门

工科不动手，学过也没有。如果你觉得上述基础内容很枯燥（实际上确实很枯燥），不放自己动手增加趣味性。

软件上，可以使用万能的matlab。实际上，克莱格的《机器人学导论》里就有大量matlab习题，可以参考。当然这里不得不提Perter Corke编写的robotics toolbox for matlab :http://petercorke.com/Robotics_Toolbox.html。

安装这个toolbox之后，你可以在matlab上通过D-H方法建立机器人模型，并避开底层繁琐的矩阵运算，通过简单的函数进行一些运动学计算——不过逆运动学求解经常不收敛，毕竟不涉及底层嘛。更多的细节题主可以自己摸索。贴一个自己开始瞎捣腾时弄的模型图（害羞>.<）：

硬件上，个人DIY机器人的话成本是很高的，定位为科教功能的nao机器人（此著名萌货见下图，为什么我要贴这个无关紧要的图因为它实在是太萌了），一台就卖十几万呢。

但是学生党个人DIY相对简陋的机械臂也是可行的。买几个几十块钱的电机，精度虽低，能转起来就行。买几块控制板。如果你电路够牛逼，也可以自行设计电路画电路图送加工然后自行焊接，但总还是买现成的板子方便嘛。对于初级选手，控制板可以选择学生党最常用的单片机，这里我推荐自己捣腾过的开源项目arduino：Arduino - HomePage

<img src="http://www.51sjk.com/Upload/Articles/1/0/89/89535_20200416114006243.jpg" data-rawwidth="926" data-rawheight="400" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="926" data-original="http://www.51sjk.com/Upload/Articles/1/0/89/89535_20200416114006524.jpg">（图片来自arduino官网首页）（图片来自arduino官网首页）

arduino的好处是，编程语法简单，只要能理解基础的C语言即可，几乎零入门；编辑器自带很多sample可以参考；编程模板通用性强，很多时候编程只需要在模板上改动设计实现功能的语句即可；作为开源项目，google一下就可找到很多国外强人做的狂拽酷炫的DIY项目，比如：DIY Robotic Hand Controlled by a Glove and Arduino 很多DIY的人愿意将程序公开，可以拿来参考；还有就是，价格不贵。

不管买电机还是控制板，可以求助万能的淘宝。一个简单的机械臂搭起来，几百块钱够了。

贴一张我使用arduino板子和简单电机瞎倒腾的机械臂：

<img src="http://www.51sjk.com/Upload/Articles/1/0/89/89535_20200416114007243.jpg" data-rawwidth="2000" data-rawheight="3552" class="origin_image zh-lightbox-thumb" width="2000" data-original="http://www.51sjk.com/Upload/Articles/1/0/89/89535_20200416114008524.jpg">用它在纸上画线，因为精度低，所以直线抖成那副挫样（害羞>.<）。用它在纸上画线，因为精度低，所以直线抖成那副挫样（害羞>.<）。

3. 进阶

进阶就没法在知乎里讲了。首先方向太多，在学习完基础知识以后，你要做什么（工业机械手臂，运动型仿人机器人，etc），你要做哪一块（机械设计，电路，图像处理，控制算法，步态规划etc）。再者，成本太高，你懂的。最后，进阶的机器人DIY没有必要，财力成本高是一回事，更甚的是时间精力成本高。如果不以机器人为专业，那么到1、2阶段，自己玩玩即可。如果有志于从事机器人相关研究或工作，那么在大学里参与相关研究项目即可。

要买万能打印机和已经买了的朋友请注意，进来看看

我原先是卖万能打印机的业务员，我就把我知道的和大家分享一下。

首先，万能打印机在现在2011年还不算成熟，虽然号称是万能的，在任何材质上打印。但是，它还是有很多局限性的：

1.在曲面上没办法打印只要高低落差在6mm以上，万能机打印出来就会出现散墨现象

2.在深一点的颜色上打印效果非常的差这是万能打印机白色墨水方面的不成熟，很多人都是用丝印刮一层白底，在接着打印

3.涂层问题万能打印机使用的是弱溶剂油性墨，在打印之前是要喷上一层涂层的，作用是增加墨水的附着力。但是喷的时候很容易有灰尘落到上面，破坏打印的效果。

接着说说万能打印机好的地方：

1.适用范围广虽然说深色和曲面的材质不行，但和其他打印机相比，万能打印机还是很有优势的

2.成本万能打印机的成本也是很低的（现在市面上墨水的价格基本在350-380元/升，有些量大的可能会便宜一点）一升的墨水大概能打印到80-100个平方，在加上涂层的费用，1平方的打印成本也就是在3-5元左右。

3.操作简单方便万能机的兼容性很强，任何的作图软件它都能用，这就避免了很多操作上的不方便。在接着就是，它是一次全彩成像的，它不要制版和出菲林，是直接在材料上喷绘出来。

万能机的优缺点大概也就这么多了，要是哪位朋友有问题的，直接和我联系吧！

qq群智能机器人怎么弄

1、点击自己的QQ群，点击右上角的那个“双人图标”进入群资料卡。

2、分别点击『管理群』 >> 『设置群机器人』按钮。

3、点击下方的『开启』按钮，部分群不能选择机器人，只能随机；部分群是可以选择机器人的，如果有得选就选择后再开启。PS：本人开启三个群，其中两个群不能选择，一个群可以选择，三个群的信用等级都是五星，可以选择的人数比较多，不知道是否跟群人数有关。

4、开启『群成员生日提醒』和『新成员进群欢迎』功能，并选择新成员加入时机器人主动发出欢迎的信息。

机器人的主要功能是什么?

实际上，机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。机器人可接受人类指挥，也可以执行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。机器人执行的是取代或是协助人类工作的工作，例如制造业、建筑业，或是危险的工作。

机器人可以是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。目前在工业、医学甚至军事等领域中均有重要用途。

欧美国家认为：机器人应该是由计算机控制的通过编排程序具有可以变更的多功能的自动机械，但是日本不同意这种说法。日本人认为“机器人就是任何高级的自动机械”，这就把那种尚需一个人操纵的机械手包括进去了。因此，很多日本人概念中的机器人，并不是欧美人所定义的。

现在，国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。一般说来，人们都可以接受这种说法，即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”

机器人能力的评价标准包括：智能，指感觉和感知，包括记忆、运算、比较、鉴别、判断、决策、学习和逻辑推理等；机能，指变通性、通用性或空间占有性等；物理能，指力、速度、连续运行能力、可靠性、联用性、寿命等。因此，可以说机器人是具有生物功能的空间三维坐标机器。

机器人发展史

1920年捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克在他的科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》中，根据Robota(捷克文，原意为“劳役、苦工”)和Robotnik(波兰文，原意为“工人”)，创造出“机器人”这个词。

1939年美国纽约世博会上展出了西屋电气公司制造的家用机器人Elektro。它由电缆控制，可以行走，会说77个字，甚至可以抽烟，不过离真正干家务活还差得远。但它让人们对家用机器人的憧憬变得更加具体。

1942年美国科幻巨匠阿西莫夫提出“机器人三定律”。虽然这只是科幻小说里的创造，但后来成为学术界默认的研发原则。

1948年诺伯特·维纳出版《控制论》，阐述了机器中的通信和控制机能与人的神经、感觉机能的共同规律，率先提出以计算机为核心的自动化工厂。

1954年美国人乔治·德沃尔制造出世界上第一台可编程的机器人，并注册了专利。这种机械手能按照不同的程序从事不同的工作，因此具有通用性和灵活性。

1956年在达特茅斯会议上，马文·明斯基提出了他对智能机器的看法：智能机器“能够创建周围环境的抽象模型，如果遇到问题，能够从抽象模型中寻找解决方法”。这个定义影响到以后30年智能机器人的研究方向。

1959年德沃尔与美国发明家约瑟夫·英格伯格联手制造出第一台工业机器人。随后，成立了世界上第一家机器人制造工厂——Unimation公司。由于英格伯格对工业机器人的研发和宣传，他也被称为“工业机器人之父”。

1962年美国AMF公司生产出“VERSTRAN”(意思是万能搬运),与Unimation公司生产的Unimate一样成为真正商业化的工业机器人，并出口到世界各国，掀起了全世界对机器人和机器人研究的热潮。

1962年-1963年传感器的应用提高了机器人的可操作性。人们试着在机器人上安装各种各样的传感器，包括1961年恩斯特采用的触觉传感器，托莫维奇和博尼1962年在世界上最早的“灵巧手”上用到了压力传感器，而麦卡锡1963年则开始在机器人中加入视觉传感系统，并在1965年，帮助MIT推出了世界上第一个带有视觉传感器，能识别并定位积木的机器人系统。

1965年约翰·霍普金斯大学应用物理实验室研制出Beast机器人。Beast已经能通过声纳系统、光电管等装置，根据环境校正自己的位置。20世纪60年代中期开始，美国麻省理工学院、斯坦福大学、英国爱丁堡大学等陆续成立了机器人实验室。美国兴起研究第二代带传感器、“有感觉”的机器人，并向人工智能进发。

1968年美国斯坦福研究所公布他们研发成功的机器人Shakey。它带有视觉传感器，能根据人的指令发现并抓取积木,不过控制它的计算机有一个房间那么大。Shakey可以算是世界第一台智能机器人，拉开了第三代机器人研发的序幕。

1969年日本早稻田大学加藤一郎实验室研发出第一台以双脚走路的机器人。加藤一郎长期致力于研究仿人机器人，被誉为“仿人机器人之父”。日本专家一向以研发仿人机器人和娱乐机器人的技术见长，后来更进一步，催生出本田公司的ASIMO和索尼公司的QRIO。

1973年世界上第一次机器人和小型计算机携手合作，就诞生了美国Cincinnati Milacron公司的机器人T3。

1978年美国Unimation公司推出通用工业机器人PUMA，这标志着工业机器人技术已经完全成熟。PUMA至今仍然工作在工厂第一线。

1984年英格伯格再推机器人Helpmate，这种机器人能在医院里为病人送饭、送药、送邮件。同年，他还预言：“我要让机器人擦地板，做饭，出去帮我洗车，检查安全”。

1998年丹麦乐高公司推出机器人(Mind-storms)套件，让机器人制造变得跟搭积木一样，相对简单又能任意拼装，使机器人开始走入个人世界。

1999年日本索尼公司推出犬型机器人爱宝(AIBO)，当即销售一空，从此娱乐机器人成为目前机器人迈进普通家庭的途径之一。

2002年丹麦iRobot公司推出了吸尘器机器人Roomba，它能避开障碍，自动设计行进路线，还能在电量不足时，自动驶向充电座。Roomba是目前世界上销量最大、最商业化的家用机器人。

2006年 6月，微软公司推出Microsoft Robotics Studio，机器人模块化、平台统一化的趋势越来越明显，比尔·盖茨预言，家用机器人很快将席卷全球。

机器人分类篇

诞生于科幻小说之中一样，人们对机器人充满了幻想。也许正是由于机器人定义的模糊，才给了人们充分的想象和创造空间。

操作型机器人：能自动控制，可重复编程，多功能，有几个自由度，可固定或运动，用于相关自动化系统中。

程控型机器人：按预先要求的顺序及条件，依次控制机器人的机械动作。

示教再现型机器人：通过引导或其它方式，先教会机器人动作，输入工作程序，机器人则自动重复进行作业。

数控型机器人：不必使机器人动作，通过数值、语言等对机器人进行示教，机器人根据示教后的信息进行作业。

感觉控制型机器人：利用传感器获取的信息控制机器人的动作。

适应控制型机器人：机器人能适应环境的变化，控制其自身的行动。

学习控制型机器人：机器人能“体会”工作的经验，具有一定的学习功能，并将所“学”的经验用于工作中。

智能机器人：以人工智能决定其行动的人。

我国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人。所谓工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。而特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人，包括：服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。在特种机器人中，有些分支发展很快，有独立成体系的趋势，如服务机器人、水下机器人、军用机器人、微操作机器人等。目前，国际上的机器人学者，从应用环境出发将机器人也分为两类：制造环境下的工业机器人和非制造环境下的服务与仿人型机器人，这和我国的分类是一致的。

空中机器人又叫无人机，近年来在军用机器人家族中，无人机是科研活动最活跃、技术进步最大、研究及采购经费投入最多、实战经验最丰富的领域。80多年来，世界无人机的发展基本上是以美国为主线向前推进的，无论从技术水平还是无人机的种类和数量来看，美国均居世界之首位。

机器人品种篇

“别动队”无人机

纵观无人机发展的历史，可以说现代战争是推动无人机发展的动力。而无人机对现代战争的影响也越来越大。一次和二次世界大战期间，尽管出现并使用了无人机，但由于技术水平低下，无人机并未发挥重大作用。朝鲜战争中美国使用了无人侦察机和攻击机，不过数量有限。在随后的越南战争、中东战争中无人机已成为必不可少的武器系统。而在海湾战争、波黑战争及科索沃战争中无人机更成了主要的侦察机种。

法国“红隼”无人机

越南战争期间美国空军损失惨重，被击落飞机2500架，飞行员死亡5000多名，美国国内舆论哗然。为此美国空军较多地使用了无人机。如“水牛猎手”无人机在北越上空执行任务2500多次，超低空拍摄照片，损伤率仅4％。AQM-34Q型147火蜂无人机飞行500多次，进行电子窃听、电台干扰、抛撒金属箔条及为有人飞机开辟通道等。

高空无人侦察机

在1982年的贝卡谷地之战中，以色列军队通过空中侦察发现。叙利亚在贝卡谷地集中了大量部队。6月9日，以军出动美制E-2C“鹰眼”预警飞机对叙军进行监视，同时每天出动“侦察兵”及“猛犬”等无人机70多架次，对叙军的防空阵地、机场进行反复侦察，并将拍摄的图像传送给预警飞机和地面指挥部。这样，以军准确地查明了叙军雷达的位置，接着发射“狼”式反雷达导弹，摧毁了叙军不少的雷达、导弹及自行高炮，迫使叙军的雷达不敢开机，为以军有人飞机攻击目标创造了条件。

鬼怪式无人机

1991年爆发了海湾战争，美军首先面对的一个问题就是要在茫茫的沙海中找到伊拉克隐藏的飞毛腿导弹发射器。如果用有人侦察机，就必须在大漠上空往返飞行，长时间暴露于伊拉克军队的高射火力之下，极其危险。为此，无人机成了美军空中侦察的主力。在整个海湾战争期间，“先锋”无人机是美军使用最多的无人机种，美军在海湾地区共部署了6个先锋无人机连，总共出动了522架次，飞行时间达1640小时。那时，不论白天还是黑夜，每天总有一架先锋无人机在海湾上空飞行。

为了摧毁伊军在沿海修筑的坚固的防御工事，2月4日密苏里号战舰乘夜驶至近海区，先锋号无人机由它的甲板上起飞，用红外侦察仪拍摄了地面目标的图像并传送给指挥中心。几分钟后，战舰上的406毫米的舰炮开始轰击目标，同时无人机不断地为舰炮进行校射。之后威斯康星号战舰接替了密苏里号，如此连续炮轰了三天，使伊军的炮兵阵地、雷达网、指挥通信枢纽遭到彻底破坏。在海湾战争期间，仅从两艘战列舰上起飞的先锋无人机就有151架次，飞行了530多个小时，完成了目标搜索、战场警戒、海上拦截及海军炮火支援等任务。

发射Brevel无人机

在海湾战争中，先锋无人机成了美国陆军部队的开路先锋。它为陆军第7军进行空中侦察，拍摄了大量的伊军坦克、指挥中心、及导弹发射阵地的图像，并传送给直升机部队，接着美军就出动“阿帕奇”攻击型直升机对目标进行攻击，必要时还可呼唤炮兵部队进行火力支援。先锋机的生存能力很强，在319架次的飞行中，仅有一架被击中，有4～5架由于电磁干扰而失事。

除美军外，英、法、加拿大也都出动了无人机。如法国的“幼鹿”师装备有一个“马尔特”无人机排。当法军深入伊境内作战时，首先派无人机侦察敌情，根据侦察到的情况，法军躲过了伊军的坦克及炮兵阵地。

1995年波黑战争中，因部队急需，“捕食者”无人机很快就被运往前线。在北约空袭塞族部队的补给线、弹药库、指挥中心时，“捕食者”发挥了重要的作用。它首先进行侦察，发现目标后引导有人飞机进行攻击，然后再进行战果评估。它还为联合国维和部队提供波黑境内主要公路上军车移动的情况，以判断各方是否遵守了和平协议。美军因而把“捕食者”称作“战场上的低空卫星”。其实卫星只能提供战场上的瞬间图像，而无人机可以在战场上空长时间盘旋逗留，因而能够提供战场的连续实时图像，无人机还比使用卫星便宜得多。

1999年3月24日，以美国为首的北约打着“维护人权”的幌子对南联盟开始了狂轰滥炸，爆发了震惊世界的“科索沃战争”。在持续78天的轰炸过程中，北约共出动飞机3.2万架次，投入舰艇40多艘，扔下炸弹1.3万吨，造成了二战以来欧洲空前的浩劫。

南联盟多山、多森林的地形以及多阴雨天的气候条件，大大影响了北约侦察卫星及高空侦察机的侦察效果，塞军的防空火力又很猛，有人侦察机不敢低飞，致使北约空军无法识别及攻击云层下面的目标。为了减少人员的伤亡，北约大量使用了无人机。科索沃战争是世界局部战争中使用无人机数量最多、无人机发挥作用最大的战争。无人机尽管飞得较慢，飞行高度较低，但它体积小，雷达及红外特征较小，隐蔽性好，不易被击中，适于进行中低空侦察，可以看清卫星及有人侦察机看不清的目标。

在科索沃战争中，美国、德国、法国及英国总共出动了6种不同类型的无人机约200多架，它们有：美国空军的“捕食者”（Predator）、陆军的“猎人”（Hunter）及海军的“先锋”（Pioneer）；德国的CL-289；法国的“红隼”（Crecerelles）、 “猎人”，以及英国的“不死鸟”（Phoenix）等无人机。

无人机在科索沃战争中主要完成了以下一些任务：中低空侦察及战场监视，电子干扰，战果评估，目标定位，气象资料搜集，散发传单以及营救飞行员等。

科索沃战争不仅大大提高了无人机在战争中的地位，而且引起了各国政府对无人机的重视。美国参议院武装部队委员会要求，10年内军方应准备足够数量的无人系统，使低空攻击机中有三分之一是无人机；15年内，地面战车中应有三分之一是无人系统。这并不是要用无人系统代替飞行员及有人飞机，而是用它们补充有人飞机的能力，以便在高风险的任务中尽量少用飞行员。无人机的发展必将推动现代战争理论和无人战争体系的发展。

机器警察

所谓地面军用机器人是指在地面上使用的机器人系统，它们不仅在和平时期可以帮助民警排除炸弹、完成要地保安任务，在战时还可以代替士兵执行扫雷、侦察和攻击等各种任务，今天美、英、德、法、日等国均已研制出多种型号的地面军用机器人。

英国的“手推车”机器人

在西方国家中，恐怖活动始终是个令当局头疼的问题。英国由于民族矛盾，饱受爆炸物的威胁，因而早在60年代就研制成功排爆机器人。英国研制的履带式“手推车”及“超级手推车”排爆机器人，已向50多个国家的军警机构售出了800台以上。最近英国又将手推车机器人加以优化，研制出土拨鼠及野牛两种遥控电动排爆机器人，英国皇家工程兵在波黑及科索沃都用它们探测及处理爆炸物。土拨鼠重35公斤，在桅杆上装有两台摄像机。野牛重210公斤，可携带100公斤负载。两者均采用无线电控制系统，遥控距离约1公里。

“土拨鼠”和“野牛”排爆机器人

除了恐怖分子安放的炸弹外，在世界上许多战乱国家中，到处都散布着未爆炸的各种弹药。例如，海湾战争后的科威特，就像一座随时可能爆炸的弹药库。在伊科边境一万多平方公里的地区内，有16个国家制造的25万颗地雷，85万发炮弹，以及多国部队投下的布雷弹及子母弹的2500万颗子弹，其中至少有20％没有爆炸。而且直到现在，在许多国家中甚至还残留有一次大战和二次大战中未爆炸的炸弹和地雷。因此，爆炸物处理机器人的需求量是很大的。

排除爆炸物机器人有轮式的及履带式的，它们一般体积不大，转向灵活，便于在狭窄的地方工作，操作人员可以在几百米到几公里以外通过无线电或光缆控制其活动。机器人车上一般装有多台彩色CCD摄像机用来对爆炸物进行观察；一个多自由度机械手，用它的手爪或夹钳可将爆炸物的引信或雷管拧下来，并把爆炸物运走；车上还装有猎枪，利用激光指示器瞄准后，它可把爆炸物的定时装置及引爆装置击毁；有的机器人还装有高压水枪，可以切割爆炸物。

德国的排爆机器人

在法国，空军、陆军和警察署都购买了Cybernetics公司研制的TRS200中型排爆机器人。DM公司研制的RM35机器人也被巴黎机场管理局选中。德国驻波黑的维和部队则装备了Telerob公司的MV4系列机器人。我国沈阳自动化所研制的PXJ-2机器人也加入了公安部队的行列。

美国Remotec公司的Andros系列机器人受到各国军警部门的欢迎，白宫及国会大厦的警察局都购买了这种机器人。在南非总统选举之前，警方购买了四台AndrosVIA型机器人，它们在选举过程中总共执行了100多次任务。 Andros机器人可用于小型随机爆炸物的处理，它是美国空军客机及客车上使用的唯一的机器人。海湾战争后，美国海军也曾用这种机器人在沙特阿拉伯和科威特的空军基地清理地雷及未爆炸的弹药。美国空军还派出5台Andros机器人前往科索沃，用于爆炸物及子炮弹的清理。空军每个现役排爆小队及航空救援中心都装备有一台Andros VI。

我国研制的排爆机器人

排爆机器人不仅可以排除炸弹，利用它的侦察传感器还可监视犯罪分子的活动。监视人员可以在远处对犯罪分子昼夜进行观察，监听他们的谈话，不必暴露自己就可对情况了如指掌。

1993年初，在美国发生了韦科庄园教案，为了弄清教徒们的活动，联邦调查局使用了两种机器人。一种是Remotec公司的AndrosVA型和Andros MarkVIA型机器人，另一种是RST公司研制的STV机器人。STV是一辆6轮遥控车，采用无线电及光缆通信。车上有一个可升高到4.5米的支架，上面装有彩色立体摄像机、昼用瞄准具、微光夜视瞄具、双耳音频探测器、化学探测器、卫星定位系统、目标跟踪用的前视红外传感器等。该车仅需一名操作人员，遥控距离达10公里。在这次行动中共出动了3台STV，操作人员遥控机器人行驶到距庄园548米的地方停下来，升起车上的支架，利用摄像机和红外探测器向窗内窥探，联邦调查局的官员们围着荧光屏观察传感器发回的图像，可以把屋里的活动看得一清二楚。

机器人指挥

其实并不是人们不想给机器人一个完整的定义，自机器人诞生之日起人们就不断地尝试着说明到底什么是机器人。但随着机器人技术的飞速发展和信息时代的到来，机器人所涵盖的内容越来越丰富，机器人的定义也不断充实和创新。

1886年法国作家利尔亚当在他的小说《未来夏娃》中将外表像人的机器起名为“安德罗丁”（android），它由4部分组成：

1，生命系统（平衡、步行、发声、身体摆动、感觉、表情、调节运动等）；

2，造型解质（关节能自由运动的金属覆盖体，一种盔甲）；

3，人造肌肉（在上述盔甲上有肉体、静脉、性别等身体的各种形态）；

4，人造皮肤（含有肤色、机理、轮廓、头发、视觉、牙齿、手爪等）。

1920年捷克作家卡雷尔·卡佩克发表了科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》。在剧本中，卡佩克把捷克语“Robota”写成了“Robot”，“Robota”是奴隶的意思。该剧预告了机器人的发展对人类社会的悲剧性影响，引起了大家的广泛关注，被当成了机器人一词的起源。在该剧中，机器人按照其主人的命令默默地工作，没有感觉和感情，以呆板的方式从事繁重的劳动。后来，罗萨姆公司取得了成功，使机器人具有了感情，导致机器人的应用部门迅速增加。在工厂和家务劳动中，机器人成了必不可少的成员。机器人发觉人类十分自私和不公正，终于造反了，机器人的体能和智能都非常优异，因此消灭了人类。

但是机器人不知道如何制造它们自己，认为它们自己很快就会灭绝，所以它们开始寻找人类的幸存者，但没有结果。最后，一对感知能力优于其它机器人的男女机器人相爱了。这时机器人进化为人类，世界又起死回生了。

卡佩克提出的是机器人的安全、感知和自我繁殖问题。科学技术的进步很可能引发人类不希望出现的问题。虽然科幻世界只是一种想象，但人类社会将可能面临这种现实。

为了防止机器人伤害人类，科幻作家阿西莫夫于1940年提出了“机器人三原则”：

1，机器人不应伤害人类；

2，机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外；

3，机器人应能保护自己，与第一条相抵触者除外。

这是给机器人赋予的伦理性纲领。机器人学术界一直将这三原则作为机器人开发的准则。

在1967年日本召开的第一届机器人学术会议上，就提出了两个有代表性的定义。一是森政弘与合田周平提出的：“机器人是一种具有移动性、个体性、智能性、通用性、半机械半人性、自动性、奴隶性等7个特征的柔性机器”。从这一定义出发，森政弘又提出了用自动性、智能性、个体性、半机械半人性、作业性、通用性、信息性、柔性、有限性、移动性等10个特性来表示机器人的形象。另一个是加藤一郎提出的具有如下3个条件的机器称为机器人：

1，具有脑、手、脚等三要素的个体；

2，具有非接触传感器（用眼、耳接受远方信息）和接触传感器；

3，具有平衡觉和固有觉的传感器

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