包装工程中机器人技术的应用研究

第一篇：包装工程中机器人技术的应用研究

包装工程中机器人技术的应用研究

 机器人技术在包装工程领域中，应用已有很长的历史。包装应用机器人作业的有很多方面，其中最为成熟的是堆码、装箱和灌装机器人。在美国、日本、德国等国家许多包装工序是用机器人来完成的。每年一度的国际包装机械展览会上，都会推出新的包装机器人。

包装工业机器人用途，主要用于体积大而笨重物件的搬运、装卸和堆码等；人体不能接触的洁净产品的包装，如食品、药品，特别是生物制品和微生物制剂：及对人体有害的化工原料的包装。随着机器人技术的成熟和产业化的实现，使得包装工程领域中应用机器人的范围越来越广。主要有：

（1）集合包装装箱：一次将多个包装件进行一次装箱。

（2）粉料大袋的袋装：一次性将粉料装入特定软袋中，同时完成特定位置的堆码。例如水泥及化工产品粉剂的集装袋包装。

（3）高速的装盒装箱折边封合多工位包装

一些大型纸箱和托盘的多工位快速包装，如将纸箱装填完货物后的折边、压边、封合等。

（4）重物的搬运捆扎

靠人搬运难以实现的重型产品的包装、搬运和捆扎。如金属铸件的堆码、捆扎、裹包，尤其是贵重有色金属中的铝锭、铜锭、锌锭等。还有大型冷库中的冻肉及制品的搬运与堆码等。

（5）易脆物品的包装实现

一次性将成组的瓶装产品进行装箱，例如，瓶装啤酒，瓶装汽水饮料等物品的装填包装等。（6）有害液体的包装化学和农药等对人体有害液体的灌装。

（7）识别和检测

对一些包装产品和包装货物在不同条件下，不同部位的自动识别和多种信息检测，同时还具有分级和分类的功能。

以上工作，靠人工去完成有机器人技术的研究和应用。

包装机器人的种类：

（1）装袋机器人定难度。从而促进

装袋机器人是机座固定回转式，机身可360度旋转，由机械手完成包装袋的输送、开袋、计量、充填、缝袋和给出堆码。这是一种智能化较高的包装机器人。

（2）装箱机器人

类似装袋机器人，一般金属和玻璃包装容器的装箱用刚性包装箱机器人完成。对装箱包装（物品）

的抓取有机械式和气吸式两种。它可整体移动。对包装件进行抓取或吸附，然后送人指定位置上的包装箱或托盘中。它具有方向性和位置自动调节的功能，可实现无箱（托盘）不卸货和方向调节。这类机器人是一种较为成熟的机器人，应用很广。如饮料、啤酒，化妆品，香烟等。

（3）堆码机器人

这是一种功率较大的机器人。

 要求稳定性和平衡性较高。其抓取机构中具有自锁功能，以确保从几十公斤到几吨的货物的抓取牢固可靠，它还具有时间、位置和力的参数控制系统，通过设定的控制程序实现。

（4）灌装机器人 这是一种将包装容器充满液体物料后，进行计量、输盖、压盖（旋盖）和识别的机器人。它具有无瓶不输料、不盖不输瓶、破瓶报警和自动剔除等功能。在过去我们很多液体物料的灌装主要是用这种机器人的局部功能一一机械手装于生产线上，而今，已是将这种机器人直接配置在物料生产主机的后部，实现其自动灌装。灌装机器人有软包装和硬包装之分。这里分析的是硬包装（装瓶）灌装机器人。

（5）包装输送机器人

这种机器人在包装工业中主要指塑料瓶包装输送用的机器人，是利用动力和特殊的构件实现瓶体（空瓶）的输送，将瓶桶中的包装瓶单件快速输出排列，然后给予一个特定（方向、大小）的力。使瓶体准确地在空中经过抛物线路线到达充填工件。这种机器人改变了传统的输瓶机构。使得输送速度加快，输送空间减小。是一种全新概念的包装机器人。它借助于空气动力学和特殊机械构件而实现其输送作业的。

（6）识别检测机器人

这种识别检测机器人是一种智能化系统。它分别有包装成品的识别检测和产品（如水果等）分级识别检测。

识别检测机器人用了许多先进技术，主要是识别与检测技术。它包括高光谱和多光谱图像技术，X射线探伤检测技术、核磁共振检测技术、红外检测技术、热红外图像检测技术、激光图像技术等。

现着重分析水果包装中的分级机器人。无损检测是实现水果自动分级包装的关键技术。美国研究人员研究表明，用普通CCD摄像机的机器视觉可实现水果外部环境品质的无损检测，准确率较高。借助于高光谱、近红外、中红外和X射线的特性，可获得更高的检测准确率和处理速度，是目前研究的热点。近红外还可检测水果的糖份，可用于评价水果的品质。此外，还可用水果的介电特性、冲击检测技术来判定水果的内在品质。水果在检测分级还需要有专门的分级装置、检测结果信息的传递控制实现水果的传输、定向和定位等。这都是水果识别检测机器人的相关技术。

第二篇：对数字技术在工程测量中的应用研究

对数字技术在工程测量中的应用研究

摘要:随着信息化的高速发展,我国的测绘技术也已经从传统的人工测绘发展为数字化测绘,测绘技术取得了突飞猛进的发展,本文探讨了数字测绘技术的优点以及应用。

关键字:数字技术测绘技术应用

数字化测绘技术是伴随着计算机、网络技术的发展及测量仪器的智能化而兴起的一门新兴的测绘技术。数字中国、数字城市等概念的提出以及相关数字化工程的启动,特别是全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、摄影测量与遥感(RS)以及数字化测绘和地面测量先进技术的发展,使工程测量的手段和方法产生了深刻的变化。工程测量的服务领域也相应进一步延伸,而且正朝着测量数据采集和处理的自动化、实时化和数字化方向发展。

一、数字化测绘技术的优点

1.它可以通过计算机的模拟,在屏幕上直观生动地(分层)反映出地形、地貌特征以及地籍要素,而且一目了然,基本上改变和弥补了传统产品线条、符号和数字、文字等综合包罗,非具一定专业知识才能读懂的缺陷。

2.数字化测绘产品在使用、维护和更新上具有方便快捷的特性,能够随时保持产品信息的现势性,可以随时补充修改,随时出新图提供使用。

3.根据不同用户的需要,可以对产品的各种要素进行数据再加工,得到不同用途的图件,而且还可以随意对图形进行拼接、缩放,用途更广泛。

4.利用数字化(地形、地籍)测绘成果,作为底图,可在计算机上进行各种规划与设计(如土地资源开发规划和城市道路网的设计等),可方便地进行许多方案的设计与比较,对各种要素的统计、汇总、叠加、分析也方便、准确。在计算机的帮助下,大大提高了测绘生产作业的自动化、科学化、规范化程度,数字化测绘产品的应用水平也将达到新的高度。除此以外,在其他方面还显示出很多优越性,但从以上几点足以可见数字化(地形、地籍)测绘很符合现代社会信息的要求,是现代测绘的发展方向。因而,以前以传统测绘为主的专业测绘单位,现在是以发展数字化测绘技术作为发展的目标与方向。

二、数字化测绘中作业模式的选择问题

数字化测绘设备是全站仪加电子手簿或电子平板,作业分为编码方法和无码方法。编码方法在记录测量数据时必须按碎部点的类型及相互间几何关系输入特征编码, 作业员不仅要熟记编码,为正确输入编码,测站与棱镜间还需要较多有关测点的信息交流,因此作业速度慢。尤其当地形复杂、通视困难、对一个地物的测量是不连续的,甚至要经过几个测站的观测才能完成时,作业难度大,出错机会多。无码作业则不需输入任何编码,代之以绘制草图记录所测点位及相邻关系。测站与棱镜间联络较少,测站照准目标操作电子手簿驱动全站仪测取数据后,只需向棱镜处作业员报告碎部点号而已。具有平板测图知识的作业员随棱镜现场绘制草图,轻松且不易出错。测图工作实际上主要在棱镜处进行,测站观测速度很快,一台全站仪可观测2~3个棱镜,相当2~3个图板的平板测图。所以无码作业方法更容易为测量人员所接受。数字化测绘记录设备过去以电子手簿为主,但目前有关电子平板的介绍、报道较多。所谓内外业一体化的作业方法,即利用电子平板(便携机)在野外实现碎部点展绘成图被描绘成最先进的方法。但实际上若电子平板与全站仪联机则由于通视不一定好,加之数字化测图测程较远,绘图员在电子平板上编辑绘图很困难。若靠远距离观察辅之以镜站作业员的描述来绘图,则不仅对电子平板绘图员的技术、经验要求较高,且既慢又容易出错。就这一点而言,类似传统的平板测图的作业方法,不同之处仅在于不需展点、计算机编辑代替手工绘图而已。为解决这一问题,市场上推出了遥控电子平板。虽然采用遥控平板可使绘图员随棱镜现场绘图,但设备投资远高于电子手簿。野外作业速度也低于电子手簿加草图方法。实际上是付出高昂的代价以外业时间换取内业时间。若考虑到野外作业条件艰苦,作业人员的愿望恰恰相反;即宁愿用内业时间换取外业时间。加之电子平板还有恶劣条件下可靠性差,携带不如电子手簿方便的缺点。所以大多数情况下,尤其是复杂地区,电子手簿加草图方法仍是最适合的作业方法。

三、数字化测绘技术在地籍测量中的应用

1.数字测图的主要内容

1.1原图数字化

当一个地区需要用到数字地形图而一时因经费困难或受到时间等原因的限制时,该方法是最适宜的。它能够充分利用现有的地形图,仅需配备计算机、数字化仪或扫描仪、绘图仪再配以数字化软件就可以开展工作,并且可以在很短的时间内获得数字化成果。它的工作方法有两种:手扶跟踪数字化及扫描矢量化,其中后一种的精度、效率更高。但是,利用该方法所获得的数字地图其精度因受原图精度的影响,加上数字化过程中所产生的各种误差,因而它的精度要比原图的精度差。而且它所反映的只是白纸成图时地表上各种地物地貌,现时性不是很好。所以它仅能作为一种应急措施而非长久之计。为了充分利用该法得到数字地图,可通过修测、补测等方法,实测一部分地物点的精确坐标,再用这些点的坐标代替原来的坐标,通过调整,可在一定程度上提高原图的精度。而随着地图的不断更新,实测坐标的增加, 地图的精度也就会相应地得到提高。

1.2地面数字测图

在没有合乎要求的大比例尺地图的地区,可直接采用地面数字测图的方法,该方法也称为内外业一体化数字测图,是我国目前各测绘单位用得最多的数字测图方法。采用该方法所得到的数字地图的特点是精度高,只要采取一定的措施,重要地物相对于邻近控制点的精度控制在5cm内是可以做到的。

1.3航测数字成图

当一个地区(或测区)很大时,可以利用航空摄影机在空中摄取地面的影像,通过外业判读,在内业建立地面的模型,通过计算机用绘图软件在模型上量测,直接获得数字地形图。随着测绘技术的发展,数字摄影测量已在我国部分地区取得成功,不久将会得到推广。它是通过在空中利用数字摄影机所获得的数字影像,内业通过专门的航测软件,在计算机上对数字影像进行像对匹配,建立地面的数字模型,再通过专用的软件来获得数字地图。可以说,这将是今后数字测图的一个重要发展方向。该方法的特点是可将大量的外业测量工作移到室内完成,它具有成图速度快、精度高而均匀、成本低,不受气候及季节的限制等优点,特别适合于城市及大测区的大面积成图。

2.数字测图在地籍测量中的应用

随着国家小城镇建设步伐的加快,城镇地籍测量工作在全国范围内展开,各地对地籍图的需求将急剧膨胀。地籍测量的目的是为了全面澄清城镇土地的属性、位置、面积、用途、经济价值及相互之间的关系,为建立全国土地管理信息系统奠定基础。随着高新测绘技术的开发和应用,数字化测绘技术的应用得到迅速发展。较之传统的大(小)平板仪(地形、地籍)测绘技术,数字化测绘可以让测绘产品更加多样化,技术含量和应用水平更高,产品的使用与维护更加方便、快捷、直观,与传统的测绘产品(地形、地籍图件)相比,数字化测绘产品具有明显的优越性。作业流程的科学化是数字测量的关键所在,结合测区已有的资料,以有关规程、规范为依据,设计作业流程,数字地籍测量的作业流程见下图:

3.数字测绘在数字地球中的应用

简言之,数字地球就是把经济和社会发展方方面面的信息,加载于一个统一的地理坐标框架中按数字的形式存贮于计算机,任何机构或个人均可通过网络通讯技术, 足不出户便获取所需的信息做到“秀才不出门,全知天下事”。数字地球是一个十分庞大的系统工程,技术复杂,涉及部门多,没有任何一个部门或团体能单独承担,它需要地球科学、信息科学、空间技术和众多应用部门的配合。测绘作为地学和信息学的重要组成部分,在国家空间数据基础设施建设中具有不可替代的地位, 空间基础信息的获取、处理,向信息高速公路提供内容丰富、形式多样的信息货物等工作已历史地落在测绘工作者肩上。可以说,数字地球始于测绘。我国测绘部门从20世纪八十年代初期开始,对传统测绘技术进行了大规模的数字化改造。传统的光学定位技术已被光电技术、GPS技术所取代,传统的白纸测图已被数字测图和地理信息系统所取代,以地面测量为主向以卫星定位(GPS)、卫星遥感(RS)测绘等高技术为主的对地观测方面转变,被动的静态测量向动态的实时测量方面转变"测绘部门在数字地球基础框架建设方面做了大量工作,主要包括:建立了全国A级、B级 GPS网;完成了全国1:100万、1:25万基础地理数据库和数据服务设施;建立了国情和省情综合地理信息系统;研制成功了从遥感立体影像自动建立数字地面模型的数字摄影测量系统;研制成功了数字高程模型(DEM)、数字正射影像(DOM)、数字线划图(DLG)、数字栅格图(DRG)等“4D”产品生产线。数字地球的雏形已经形成。

当然,数字测绘技术应用于很多方面,由于篇幅有限,就不在此一一列举了。

总之,数字测绘技术在工程测量中应用广泛,精确且使用,并且数字测绘技术也在日新月异地发展,广大测绘工作者要更新思维、坚持学习,做数字化的测绘工作者。

参考文献:

[1]贺丽娟,曹振一数字化测绘技术在工程测量中的应用西北水电2002

[2]覃其进浅谈数字化技术在地籍测绘中的应用广西地质2001

[3]高恒昌,段朝辉,张澎数字化测图在城镇地籍测量中的应用[J]城市勘测,2002,(2)1

[4]宋其友,等1数字地籍测量[J]北京:测绘出版社,1991

第三篇：WiFi技术应用研究

英德市实验小学存档资料2013/4/21

Wi-Fi技术的应用研究

张华宾

摘要：无线网络正快速进入社会各领域。本文通过对几种无线组网技术的比较，说明了Wi-Fi在组建家庭无线网络时所拥有的无可比拟的优势。并详细介绍了基于Wi-Fi技术、以家庭网关为核心的家庭无线网络体系结构，并着重从家庭网关和信息家电方面对基于Wi-Fi的家庭无线网络的应用架构和实现原理进行了分析，讨论了一些具体实施时的关键技术。最后对基于Wi-Fi的无线网络的发展和应用前景进行了展望。

关键词：Wi-Fi家庭网络家庭网关

英特网的迅速发展，使人们的生活发生了翻天覆地的变化。人们的日常生活已经越来越离不开网络。现在，人们已经习惯了在网上炒股、购物、查询账目、缴费和搜索资料。人们迫切希望能够任何时间、在任何地方使用网络。很显然，无线网络是最佳的选择。

随着电子技术的不断发展，越来越多的手机、笔记本电脑等支持WiFi的终端产品越来越流行。而基于WiFi标准的无线网络成为了最为普及的无线组网形式。在家庭中，如果我们能把现有的家用电器以及电子产品以某种形式连成无线网络，进行统一的管理和控制，并将其连入Internet进行远程调度，那将是多么令人惬意的事情啊！

1．无线组网技术

1.1 WiFi、HomeRF和Bluetooth

目前，用于实现无线组网的主要有WiFi、HomeRF以及Bluetooth（蓝牙）。它们都工作在2.4CHz频段。该频段全球开放，即不用申请就可以在世界的任何地方使用这一频段进行通信。

1.1.1 WiFi

WiFi(Wireless Fidelity，无线保真技术)即IEEE802.11协议。是一种短程无线传输技术，能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号。WiFi的第一个版本发表于1997年，其中定义了介质访问接入控制层（MAC层）和物理层。规定了无线局域网的基本网络结构和基本传输介质，规范了物理层(PHY)和介质访问层(MAC)的特性l21。物理层采用红外、DSSS(直接序列扩频)或FSSS(调频扩频)技术。1999年又增加了IEEE802.lla、和IEEE802.llg标准。其传输速率最高可达54Mbps。能够广泛支持数据、图像、语音和多媒体等业务。

1.1.2 HomeRF

HomeRF是专门为家庭用户设计的无线局域网技术，由HomeRF工作组开发。能够提供

lMbps—lOMbps的速率。采用跳频扩谱方式、时分多址(TDMA)和载波监听多重访问冲突避免(CSMA/CA)等技术，通过家庭中的一台主机在移动数据和语音设备之间实现通信。HomeRF提供了与TCP，IP良好的集成，支持广播、多播和48位lP地址。但是HomeRF开放性不好，而且技术本身还存在抗干扰性差等缺点。

1.1.3 Bluetooth(蓝牙)

Bluetooth（蓝牙）是一种短距离无线通信技术，可把各种便携式电脑和蜂窝式移动电话用无线网络联系起来，达到计算机和通信的更加紧密的连接，提供随时随地的数据信息的交换和传输。传输速率lMbps。它有限的带宽和较小的传输距离无法满足人们日常应用的需求。

1.2 WiFi的优势

1)无线电波的覆盖范围广。蓝牙的电波覆盖范围很小，半径大约只有15米左右，而WiFi的半径可达100米。甚至可以覆盖整栋大楼。

2)WiFi的传输速度很快，最高可达54Mbps，符合个人和社会信息化的需求。在网络覆盖范围内，允许用户在任何时间、任何地点访问网络，随时随地享受诸如网上证券、视频点播(VOD)、远程教育、远程医疗、视频会议、网络游戏等一系列宽带信息增值服务，并实现移动办公。

3)无须布线，可以不受现实地理条件的限制，因此非常适合移动办公用户的需要。只要在需要的地方设置“热点”，并通过高速线路将因特网接入。这样，在“热点”所发射出的电波的覆盖范围内，用户只要将支持无线LAN的笔记本电脑或PDA拿到该区域内，即可高速接入因特网。4)健康安全。IEEE802.11规定的发射功率不可超过100毫瓦，实际发射功率约60毫瓦-70毫瓦，而手机的发射功率约200毫瓦--l瓦间，手持式对讲机高达5瓦。与后者相比，WiFi产品的辐射更小。

5)WiFi应用现在已经非常普遍。支持WiFi的电子产品越来越多，像手机、MP4、电脑等，基本上已经成为了主流标准配置。而且由于WiFi网络能够很好地实现家庭范围内的网络覆盖，适合充当家庭中的主导网络，家里的其他具备WiFi功能的设备，如电视机、影碟机、数字音响、数码相框、照相机等，都可以通过WiFi建立通信连接，实现整个家庭的数字化与无线化，使人们的生活变得更加方便与丰富。

2．WiFil作方式

WiFi定义了两种类型的设备。一种是无线站。通常通过一台PC机加上一块无线网卡构成。另一种称为无线接入点(Ac-cess Point，AP)，它的作用是提供无线和有线网络之间的桥接。一个无线接入点通常由一个无线输出口和一个有线的网络接口（802.3接口）构成，桥接软件符合802.ld桥接协议。接入点就像是无线网络的一个无线基站，将多个无线的接入站聚合到有线的网络上。

WiFi定义了两种模式：infrastructure模式和ad hoc模式。m-frastructure模式，即无线网络至少有一个和有线网络连接的无线接入点，还包括一系列无线的终端站。由于很多用户需要访问有线网络上的设备或服务，所以基本上都会采用这种模式。ad hoc模式，也称为点对点模式（pear to pear模式）或IBSS(In-dependent Basic Service Set).3．家庭无线网络中的WiFi的实现

3.1 以家庭网关为核心的家庭网络结构

为了实现家庭内部网络与外部Internet相连互通，在家庭内网和外部Internet之间需要一个家庭网关。该网关是整个家庭无线网络系统的核心部分，它一方面完成家庭无线网络中各种不同通信协议之间的转换和信息共享，并且同外部网络进行数据交换，另一方面还负责对家庭中网络终端进行管理和控制。家庭中的网络终端也通过这个网关与外部网络连通。实现交互和信息共享。同时，该网关还应有防火墙能力，能够避免外界网络对家庭内部网络终端设备的非法访问和攻击。其结构如图1所示。

3.2 WiFi技术在家庭无线网络中的实现

在家庭网络中，WiFi主要应用在各种信息家电和家庭网关上。我们可以使用个人电脑、手持网络终端或者遥控器与家庭网关进行连接，并通过家庭网关对各种信息家电实施有效的管理和控制。因此，可以采用客户一服务器体系结构。网关充当服务器的角色，控制设备对各种信息家电的控制也通过网关完成。这样有利于实现胖服务器—瘦客户端的结构。

3.2.1家庭网关模块 家庭网关是我们整个网络的核心部件。所有的信息家电以及控制设备都要连接到这个网关上。同时，网关还要与外部Intemet互连。那么网关需要实现WiFi，并提供如TCP/IP、HTIP、WebServer等高层应用和图形用户界面。完成此功能的协议结构如图2所示。其应用层采用统一设备管理协议(UniversalDevice Control Protocol，UDCP)，用

3来进行整个网络中设备的添加、删除、状态查询、参数配置等管理和控制。UDPC采用客户一服务器结构，服务器端位各信息家电和控制设备，客户为家庭网关。

家庭网关基于嵌入式Linux进行架构。由嵌入式Unux系统实现WiFi功能，并提供图形用户界面和TCP/IP、HTTP、Web-Server高层应用。用户可以通过身份鉴别后登录家庭网关，并使用系统提供的图形控制界面对信息家电进行控制和管理。

家庭网关同时支持嵌入式Web服务器。当我们合法登录后，就可以使用该服务器提供的Web页面对网络中的各种信息家电进行管理和控制。嵌入式的Web服务器可选用boa，它是嵌入式Lmux下应用最为广泛的HTTP服务器程序，功能全面。并且能够很好的支持CGI技术进行服务器端的扩展。而且boa支持大家广泛熟悉的C语言来实现CCI程序。

家庭网关启动后，完成系统的初始化，并加载相关的服务。将接收到的用户的控制或查询命令进行处理，CCI程序将命令转换成为UDCP报文，通过WiFi模块发送给网络中的信息家电或控制设备。同时，家庭网关还通过WiFi来接收信息家电的当前状态信息，通过处理后将其反馈给控制设备，以便用户使用。

3.2.2信息家电模块

信息家电上的WiFi功能有两种实现模式。一种是信息家电自身带有WiFi功能。这是理想的状态。现在已经有很多家用电器比如电视机、DVD等都已经具备了此功能。第二种是对原本不带WiFi功能的家用电器进行WiFi扩展。可选用Rabbit公司的WiFi核心模块和其相应的开发包进行相关扩展。由于信息家电的高端功能都由家庭网关来完成，所以可以不用实现WiFi的上层协议，只实现对其的控制。

信息家电将自身采集到的各种状态信息传递给其自身的或者是扩展的微控制器，微控制器接收到这些数据后将其转换成UDCP报文，并通过WiFi模块将其发送给家庭网关。同时，信息家电还通过WiFi模块接受来自家庭网关的信息，处理后转换成对家电的控制或查询，并将其随后的状态信息由WiFi模块反馈给家庭网关。

4．结束语

现在越来越多的家用电器及电子产品开始支持WiFi功能。WiFi的普及以及相关软件的发展将会使家用电器完成功能上的飞跃。通过网络将各种家电连接，可实现功能上的重构和资源的再配置。

随着网络的普及和推广，将家庭中的各种带有网络功能的家用电器通过无线技术连接成局域网络，并与外部Internet相连，构成智能化、多功能的现代家居智能系统将会成为新的流行趋势。

参考文献：

[1]唐思敏．WIFI技术及其应用研究[J]，福建电脑．2009，(10):59-60．

第四篇：机器人技术中的创新意识

机器人技术基础中的创新意识 本学期我们学习了《机器人技术》基础这门功课，即将结束之际给我们带来了很大的启发。学习机械专业的都知道，机器人技术可以说是未来机械制造的核心发展方向，机器人技术也是机械制造技术的集大成者，一个机器人虽然可能只能完成一个小小的动作，却可能代表着技术的突破和创新。要想在机器人行业有所成绩花费的时间和精力是很多的。

世界机器人之父恩格尔伯格先生认为，机器人目前尚没有准确的定义，但有一点可以确定，即机器人不一定像人，但能替代人工作。美国不仅将工业机器人和服务机器人看做是机器人，还将无人机、水下潜器、月球车甚至巡航导弹等都看做是机器人。机器人技术是综合了计算器、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术。它一般由机械本体、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种综合了人和机器特长、能在三维空间完成各种作业的机电一体化装置。它既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，特别适合于多品种、小批量的柔性生产。是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。

我们技术发展中机器人也随着我们机械技术的创新而不断更新换代，因此创新才是机器人技术发展的源动力。第一代机器人属于示教再现型，第二代则具备了感觉能力，第三代机器人是智能机器人，它不仅具备了感觉能力，而且还具有独立判断和行动的能力，并具有记忆、推理和决策的能力，因而能够完成更加复杂的动作。智能机器人在发生故障时，通过自我诊断装置能自我诊断出发生故障部位，并能自我修复。今天，智能机器人的应用范围大大地扩展了。除工农业生产外，机器人已应用到各行各业，并

已初步具备了人类的特点。机器人向着智能化、拟人化发展的道路，是没有止境的。

计算机技术和人工智能技术的飞速发展，使机器人在功能和技术层次上有了很大的提高，移动机器人和机器人的视觉和触觉等技术就是典型的代表。由于这些技术的发展，推动了机器人概念的延伸。在研究和开发未知及在不确定环境下作业的机器人的过程中，人们逐步认识到机器人技术的本质是感知、决策、行动和交互技术的结合。上世纪80年代以来，人们将具有感觉、思考、决策和动作能力的系统称为智能机器人。机器人若是具有认知能力、学习能力、思维能力以及适应环境的能力就属于智能机器人了。智能机器人一般由三大部分组成：运动部分、智能部分和感觉部分。运动部分，包括行走机构、机械手、手爪；智能部分，包括有认知能力、学习能力、思维能力和决策能力的装置；感觉部分，包括有视觉、听觉、触觉、接近觉的装置。智能机器人由感觉装置感受到外界环境的状况，产生信息，并由电脑进行识别。电脑中存储许多知识，也就是存储许多规则和数据。电脑根据已有的知识，对得到的外界信号加以分析、判断、推理，最后做出决策，产生控制信号，驱动机器人的行走机构、机械手和手爪运动，完成操作。这样，不但能适应外界环境的变化，而且还能完成复杂的任务。智能机器人的功能与人更接近了，但是它与人相比还相差很远。人有智力、情感和意识。目前最高级机器人的智力也只相当于小孩子的智力，但没有感情和意识(有的机器人有表情，但还没有感情)。现在的普通智能机器人，它的智力相当于两三岁幼儿的智力水平。而在将来，高智能的机器人将会越来越多，其智力水平也一定会不断提高，普及型机器人的智力将慢慢地达到七八岁、十几岁少年甚至青年人的智力水平。

现有机器人的智能主要来自于微小的芯片所具有的巨大计算能力。人类把知识以数据形式存储在机器人内部，机器人利用传感器和各种计算方法获取外部环境、内部姿态等信息，通过一定的决策控制规则，驱动自身的执行器来完成各种动作。这种计算智能虽然能较好地处理事务性和计算性的工作，但不能处理未知情况，难以适应快速变化的环境，无法进行创造性的工作。

但可以预见，随着未来人工智能技术的的发展，未来机器人运算将依靠电子计算机，光计算机、甚至是神经计算机组成机器人的“大脑”。有了“大脑”机器人便具备了判断、分析、推理等“智力”，可以对从外界接收到的信息进行更有效、更准确和迅速的处理。

机械技术随着创新而发展机器人技术也在创新中发展，培养我们的创新意识成为我们立命之本。机械创新不同于常规的机械设计，是设计人员针对新的或预测的需求，充分发挥设计者的创造力和智慧，利用已有的相关科学理论、方法和原理，进行新的构思、设计和制造出新颖、有创造性及实用性的机构或装置的实践活动。它包含两个部分内容：一是改进完善生产或生活中现有的机械产品技术性能、可靠性、经济性、适用性；二是创造设计出新机器、新产品，以满足新的生产和生活的需要。21世纪是人才竞争尤为激烈的时代。对于一个国家、一个民族而言，拥有持续的创新能力和大量高素质的人力资源，就意味着发展知识经济蕴藏着巨大的潜能。而我们国家正是需要人才的时候，尤其缺乏创新型人才。对于我们来说，现在就要培养创新意识，锻炼创新的思维。用新观点、新原理、新功能来设计出前所未有的产品。因而，如何加强机械创新设计，挖掘创造性思维，就显得尤为重要。2004年冯小刚贺岁大片《天下无贼》中，黎叔有句名言：“21世纪什么最贵？人才！”。现在，连小偷都知道人才最宝贵了，而我们国家正是需要人才的时候，尤其缺乏创新型人才。世界各国也都如此。竞争优势的秘密是创新，这在现在比历史上的任何时候都更是如此。创造力对于创新是必要的，公司文化应该提倡创造力，然后将其转变成创新，而这种创新将

导致竞争的成功。可以看到。

机械创造性思维的四大特征。机械创造性思维的基本形式有定向思维、反向思维、联想思维、对比思维、发散思维、灵感思维、逆向思维等。其特点是：

（1）开放性。开放性是相对封闭性而言的，传统思维方式的封闭性只关心自己生活的狭小区域，画地为牢，坐井观天，并且更乐于驾轻就熟，接受过去所谓成功的办法，封闭性思维容易造成信息堵塞，思维呆滞，使思路缺乏多样性和创造性，这正是机械创新设计中的大忌，不去看或很少看他以外的广阔天地，开放性思维的特点是把认识对象作为一个开放的系统来考虑，注重研究系统与外部环境的关系，以便更好地认识该对象及其发展规律。

（2）独创性。所谓独创性就是要独立思考，敢于直抒己见，勇于突破旧思想、旧观念对心灵的束缚，构筑开放、发散、鲜活的新世纪思维形态，从新的角度分析问题，这是机械创新设计的前提条件。例如：某鞋厂派两名推销员一同飞往一个海岛去开拓市场。一下飞机，他们就了解到：所有的岛民从来没有穿鞋的习惯。推销员甲心里凉了，立即向厂长发电报：“没有市场，他们的需求量等于零。”而推销员乙却十分惊喜，也立即向厂长发电报：“前途无量，他们的需求量将从零起步。”这时，我们的观点有两类：一类是批评推销员甲保守，无所作为；另一类是称赞推销员乙乐观向上，锐意进取。那么，究竟是哪个推销员的做法对呢？我们可以通过对比去讨论，这样就开阔了思维。

（3）多向性。多向性是指对同一问题要从不同的角度探索尽可能多的解法和思路。多向性体现了思维方法的多样性和丰富的想像力。爱因斯坦说过，“想像力比知识更重要，现实世界只有一个，而想像力却可以创造千百个世界”。因而，多向性思维是与创造力关系最密切的一种思维方式，机械产品的多样性与创造性思维的多向性是分不开的。

（4）自由性。思维自由是现代科学技术发展的客观需要。思维方式的自由性，是遵循真理发展规律的自由思考和自由探索。科学思维的自由，也就是不限定科学活动范围，不用权力裁决科学成果，允许科学工作者在真理的探索中自由地展开思维的翅膀。当然，思维的自由性，也要受到自然科学、社会和法律的制约。在机械设计工作中，要想不断地取得创新的成果，就必须根据创造性思维的特征，自觉地培养自己的创造性思维能力。只要消除自身思想上的束缚，自我突破，并掌握正确的方法，就能调动创造性而获得出乎意料的创造性成果。

机械创新设计方法：

1、智力合成法。这是一种发挥集体智慧的方法。通过集体讨论的形式，发散和激励创新思维。讨论时应相互启发激励，取长补短，引起创新设想的连锁反应，使思维自由奔放，新的设想才能涌现。讨论的目标要明确，事先有准备。其原则有：鼓励自由思考，随心所欲，设想新异；不许批评别人的设想；推迟评价，不过早定论；有的放矢，不泛泛空谈；讨论者一律平等，不提倡少数服从多数；及时归纳，总结、记录各种设想，留作下次再议；最后挑选最合适、最有前途的见解，并审查其可行性。

2、仿生类比法。通过对自然界生物机能的分析类比，从事物的千差万别、不同程度的对应和相似之处的类比中得到创新，设计出新机械，这也是最常用的创新设计方法。

3、列举创新法。把问题展开列举，帮助思维进行构思的方法。按机构的特性、设计者的意愿、毛病的改进等进行列举，找出改进创新的方案。

4、移植技术法。把一个领域内的先进技术移植到另一个领域中，或把一种产品内的先进技术应用到另一种产品中，从而设计出新产品的方法。

爱迪生可称得上是创新者的鼻祖了，他素以高效创新而著称。事实上，若论名言警句，创新者或许大多会引用他说过的这样一段话：“我做的任何一件有价值的事情都非偶然，我所有的发明创造也并非出于巧合，而是来源于辛勤的工作。”爱迪生心里很清

楚，发现碳丝作为白炽灯的发光材料绝非偶

然。这一切浸透了他和助手整整一年的心血，对各种材料进行了几百次的试验。创新意味着艰苦而扎实的工作，而非异想天开所能解决的事。然而，这并不等于说企业对待员工的创造力要采取消极的态度。有创造力是一件好事，但要记住，创造力并非凭空妄想，而是一种行为的综合，即以新颖、新奇的方法把几种东西结合起来。创造力是为创新服务的，而无法代替创新本身。

第五篇：产品语义学在包装设计中的应用研究论文

一、語义学的释义和意义传达

产品语义学是在符号学理论基础上，把研究语言符号的构想运用到产品设计上，因而有了产品语义学这个术语的产生。从符号学的观点来看，产品的外部形态实际上就是一系列视觉传达的符号，点、线、面、体等形态要素就是设计式与审美主体在产品形态信息传递过程中最基本的“语言”材料团。产品的形态价值并不在于它的自然材质，而是它的（外部）形式性，即用它来显示某种意义，产品在生产和生活中已经成为人们表达某种意义的形式。因此，产品是一种具有意义指向、表现与传达等类语言作用的综合系统。

从这个意义上来讲，产品语义学更适合于包装设计，包装的真正价值也就在于它的传达性，通过它可以构成消费者和生产厂商甚至设计师之间的桥梁，生产厂商和设计师通过向消费者表达某种意义和信息。而十分吻合的是，释义和传达正是产品语义学的两大互补的途径。

意义传达，是符号学的另一个途径，研究的是物品如何形成意义及运送这意义的问题，即产品符号本身的意义或设计师须表现的内容，传送到授受者一方去，唯有接受者能够认知理解（即解码的能力），传达作用才可以成立川。所以，产品设计也被看作是一个意义的传达和沟通的过程。

释义是意义传达的前提，意义传达是释义的必要条件，这两大途径互依互补，缺一不可。从发展的尾度来看，处在后现代主义思潮中的产品语义学主要被视作一种诊释设计，借参考的方法来设计产品外形，恰当地表达内在的意义。但其应用往往作为一种设计的手法成为纯粹个人化的随意表达，例如有的设计师通过产品语义来标新立异，追求新的风格，而无视其想法是否被消费者所理解，无视市场的反应。所以，对于包装设计来讲，释义和传达两大途径必须齐头并进，互相依存。

二、文脉对包装设计的影响

“文脉”本身是语言学中的概念，原意是指又学中的 “上下又关系”，指使用语言的此情此景与前言后语，是对现实中话语状况的认同和重视。单纯的语义学研究，关注的是产品或包装的自我个性的表达，注重的是符号的编码和解码，而忽视了产品或包装个性所在的更广泛的外在环境。我们所说的设计语言所处的交流情境指的是历史又化传统、社会环境、自然状况、个人情感等。无论是产品还是包装都应同时关注又脉因素对于语义生成的整体作用。

包装设计的文脉是指客观上形成的人、物系统运动的情景。包装所存在的文脉不仅包括空间环境，主要还指包装当时所处的社会环境、社会又化、科学技术、经济生活方式、人文文化等，也包括包装所涉及的人、周围具体环境、生产企业的企业文化等，因此社会环境、历史又脉构成了又脉的基本内容困。今天的包装设计，从空间尾度，其又脉体现为全球化和本土文化的交融与冲突，人们更加关注本土又化的消失与发展；从时间尾度，其又脉体现为传统又化与现代又化的交融，人们更加关注传统又化的继承与沿革。

三、包装的语义

（一）外延性意义

外延性意义讨论的是与符号和指称事物之间的关系有关。它在又脉中是直接表现得“显在的”关系，即由包装形象直接说明包装本身。它是一种理性的信息，如包装的构造、功能、操作等，是包装存在的基础。

因此，把从符号认知出发的产品语义学的思想用于包装的设计，就是要在视觉交流的象征中体现某种程度的“行动经验”，使每个包装面、每个部位、开启、抓握、图形色彩符号都会“说话”，通过形态、色彩、结构、材料、位置等来表达象征自己的含义，“讲述”自己的操作目的和准确操作方法，但这绝非完全墨守成规，照搬以往。通过特定造型或细节的形态相似性来实现特定的使用方式的提示，告诉人们，在那里可以按压，可以抓握，并引导人们以希望的方式和方法自然地操作。

（二）内涵性意义

内涵性意义是与符号和指称事物所具有的属性、特征之间的关系有关。它是一种感性的信息，更多地与包装形态的生成相关，是在又脉中不能直接表现的“潜在”关系。即由包装形象间接说明包装物质内容以外的方面一一包装在使用环境中显示出的心理性、社会性或又化性的象征价值，也就是个人的联想（意识形态、情感等）和社会又化等方面的内容。它比外延性意义更加多维、更加敞开。

内涵性意义，体现着包装与使用者的感觉、情绪或又化价值交汇时的互动关系。因此，指向并不使得包装与其属性形成固定不变的对应关系，这使同一包装面对不同的观者，有时会理解出不同方向或程度的内涵性意义。

四、结语

产品语义学在包装设计中的引入，无疑是给包装设计注入了一丝清风，丰富和扩展了包装设计的方法和理论。在新的哲学思想和新的设计潮流的影响下，在科学技术、经济又化快速发展的背景下，产品语义学逐渐形成并不断发展，同时直接影响着当代的艺术设计。

参考文献

[1]刘胜志，朱钟炎.产品语义学和产品设计[M].包装工程，2006.[2]王受之.世界现代平面设计史[M].北京：新世纪出版社，1998.08.[3]周宪.视觉文化的转向[M].北京：北京大学出版社，2008.[4]李龙生.设计美学[M].合肥工业大学出版社.