Ведение в робототехнику

Введение в робототехнику

Робототехника - это

• (от робот и техника; англ. robotics) прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем.
• Робототехника опирается на такие дисциплины, как электроника, механика, информатика, радиотехника и электротехника.

Виды робототехники

Строительная

Экстремальная

Военная

Промышленная

Космическая

Авиационная

Бытовая

Подводная

Немного из истории

• В основу слова «робототехника» легло слово «робот», придуманное в 1920 г. чешским писателем Карелом Чапеком для своей научно-фантастической пьесы «Р. У. Р.» («Россумские универсальные роботы»), впервые поставленной в 1921 г. в Праге и пользовавшейся успехом у зрителей.
• В ней хозяин завода налаживает выпуск множества андроидов, которые сначала работают без отдыха, но потом восстают и губят своих создателей.

Первые прообразы роботов

Древнегреческий математик и изобретатель Архит Тарентский еще в 5 веке до н. э. изобрел деревянного голубя, который запускался в небо с помощью паровой катапульты.  

Архимед - древнегреческий учёный и математик   в 3 веке н. э.

Робот – это автоматическое устройство для осуществления операций по определенной программе .

Виды роботов

Стационарные роботы

Мобильные роботы

• Колёсные роботы
• Гусеничные роботы
• Шагающие роботы
• Ползающие роботы
• Летающие роботы
• Плавающие роботы

Андроид

• Андро́ид (от греч. корня ἀνδρ- слова ἀνήρ — «человек, мужчина» и суффикса -oid — от греч. слова εἶδος — «подобие») — человекоподобный.
• В современном значении обычно подразумевается человекоподобный робот.

Классы роботов:

Манипуляционные

Стационарные

Передвижные

Автоматическая машина, состоящая из исполнительного устройства в виде манипулятора, имеющего несколько степеней подвижности, и устройства программного управления, которая служит для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций.

Такие роботы производятся в напольном, подвесном и портальном исполнениях. Получили наибольшее распространение в машиностроительных и приборостроительных отраслях.

Манипуляционные роботы

Манипулятор — это механизм для управления пространственным положением орудий и объектов труда.

Виды движения

• поступательное движение
• угловое перемещение

Сочетание и взаимное расположение звеньев определяет степень подвижности, а также область действия манипуляционной системы робота.

Для обеспечения движения в звеньях могут использоваться электрические, гидравлический или пневматический приводы.

Манипуляционные роботы

Частью манипуляторов (хотя и необязательной) являются захватные устройства. Наиболее универсальные захватные устройства аналогичны руке человека — захват осуществляется с помощью механических «пальцев».

Для захвата плоских предметов используются захватные устройства с пневматической присоской.

Для захвата множества однотипных деталей (что обычно и происходит при применении роботов в промышленности) применяют специализированные конструкции.

Вместо захватных устройств манипулятор может быть оснащен рабочим инструментом. Это может быть пульверизатор, сварочная головка, отвёртка и т. д.

Классы роботов:

Мобильные

Колесные

Шагающие

Гусеничные

Автоматическая машина, в которой имеется движущееся шасси с автоматически управляемыми приводами.

Классы роботов:

Мобильные

Ползающие

Плавающие

Летающие

Области применения робототехники

• Промышленные роботы
• Медицинские роботы
• Бытовые роботы
• Роботы для обеспечения безопасности
• Боевые роботы
• Роботы-учёные
• Космические роботы
• Персональные роботы
• Логистические роботы

Современные роботы

AIBO

Айбо

ASIMO

Асимо

NAO (Нао)

Компоненты роботов

• Приводы — это «мышцы» роботов. В настоящее время самыми популярными двигателями в приводах являются электрические, но применяются и другие, использующие химические вещества или сжатый воздух.

Приводы

Базовый набор EV3 541 деталь

Состав базового набора EV3

Переносчик кубиков

Сортировщик кубиков

Рука

Робот с гироскопом на двух колесах

Слон

Автопогрузчик

Законы робототехники

• Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинён вред.
• Робот должен повиноваться всем приказам, которые даёт человек, кроме тех случаев, когда эти приказы противоречат Первому Закону.
• Робот должен заботиться о своей безопасности в той мере, в которой это не противоречит Первому и Второму Законам.

Айзек Азимов, 1965