变电站智能巡检机器人设计说明书

第一篇：变电站智能巡检机器人设计说明书

“小凡”智能机器人设计说明书

一、变电站人工巡检现状分析

1、人工巡检的内容、方式、周期和要求 根据《国家电网公司变电站管理规范》、《无人值守变电站管理规范(试行)》、《安徽省电力公司变电设备管理维护标准》的意见和要求，目前，某供电公司集控站巡视管理规定如下： 1.1变电站设备巡视，分为正常巡视（含交接班巡视）、全面巡视、熄灯巡视和特殊巡视，各类巡视应做好记录。

正常巡视(含交接班巡视)：除按照有关要求执行外，有人值守变电站还应严格执行交接班设备巡视，必须在规定的周期和时间内完成。无人值班变电站：集控站所辖站每日1次；其它集控站所辖站每2日1次。

熄灯检查：应检查设备有无电晕、放电、接头有无过热发红现象。有人值班变电站，无人值班变电站每周均应进行1次。全面巡视（标准化作业巡视）：应对设备全面的外部检查，对缺陷有无发展作出鉴定，检查设备的薄弱环节，检查防误闭锁装置，检查接地网及引线是否好。无人值班变电站每月进行2次，上半月和下半月各进行1次。

特殊巡视：应视具体情况而定。下列情况时应进行特殊巡视：大风前、后；雷雨后；冰雪、冰雹、雾天；设备变动后；设备新投入运行后；设备经过检修、改造或长期停运后重新投入系统运行后；设备异常情况；设备缺陷有发展时；法定节假日、重要保电任务时段等。在法定节假日、重要保电任务时段，各无人值班变电站每日至少巡视一次。1.2迎峰度夏期间除正常巡视外，增加设备特巡和红外测温。无人值班变电站每日巡视1次。红外测温分为正常红外测温、发热点跟踪测温、特殊保电时期红外测温三种。正常红外测温周期为各变电站每周不少于一次，晚高峰时段进行。主要针对长期大负荷的设备；设备负荷有明显增大时；设备存在异常、发热情况，需要进一步分析鉴定；上级有明确要求时，如：特殊时段保电等。

发热点跟踪测温应根据检测温度、负荷电流、环境温度、气候变化等进行发热值的比对，分析设备发热点变化，确定发热性质。其周期为有人值守变电站每日1次，晚高峰时段进行。无人值班变电站每个巡视日1次或值班长视发热情况每日1次。

特殊保电时期、迎峰度夏期间应进行全面测温、重点测温及发热点跟踪测温。

测温记录应记录全面，主要应包含发热设备运行编号、发热部位具体描述、发热点温度、该台设备其它相相同部位温度（或同类型设备相同部位温度）、负荷电流大小、测温时间、天气状况、环境温度等信息。

2、人工巡检有效性分析

变电站值班员进行人工巡检，对运行设备进行感观的简单的定性判断，主要通过看、触、听、嗅等感官去实现的。人工巡视对设备外部可见、可听、可嗅的缺陷能够发现，例如：油位、油温、压力、渗漏油、外部损伤、锈蚀、冒烟、着火、异味、异常声音、二次设备指示信号异常等。

人工巡检受人员的生理、心理素质、责任心、外部工作环境、工作经验、技能技术水平的影响较大，存在漏巡，漏发现的可能性。且对于设备内部的缺陷，运行人员无专业仪器或者仪器精确度太低，通过简单的巡视是不能发现的，比如油气试验项目超标，设备特殊部位发热、绝缘不合格等缺陷；还有一类缺陷只能在操作的过程中才能发现，如机械卡涩、闸刀分合不到位、闸刀机构箱门损坏等。

另一方面，由于无人值班变电站增多，许多变电站的距离也较远，在站内出现事故或大风、大雪及雷雨后因集控站无法出车不能及时巡视时，造成集控站值班员不能及时了解现场设备状态，及时发现隐患，危急电网的安全运行。特别是无法及时了解出现问题的变电站情况，失去优先安排处理的机会。巡视人员巡视设备时需要站在离设备较近的地方，对巡视人员的人身安全也有一定的威胁，特别是在异常现象查看、恶劣天气特巡，事故原因查找时危险性更大。

综上所述，无人值班变电站的人工巡检存在及时性、可靠性差，花费人工较多，存在较大的交通风险和巡视过程风险，巡视效率低下。

二、变电站设备巡检机器人系统结构组成

“小凡”携带红外热像仪，高清数字摄像机，声音探测器三种电站设备检测装置，以自主和遥控的方式代替人对室外高压设备进行巡检，以便及时发现电力设备的内部热缺陷及外部机械或电气问题。例如异物，损伤，发热，漏油等给运行人员提供诊断电力设备运行中的事故隐患和故障先兆的有关数据。该机器人系统的非接触式移动检测与变电站综合主动化的接触式监控结合，可以真正形成全监控方式，大大提高变电站设备运行的安全可靠性。

1、机器人系统的整体结构

该机器人的整体结构主要包括基站，移动体控制系统以及由可见光图像摄像机，红外图像摄像机和声音探测器等组成的电站设备检测系统三部分。移动体是整个机器人系统的移动载体和信息采集控制载体，主要包括移动车体，移动体运动控制系统和通信系统。对于移动体还需要进行有效的监视、控制和管理，为此建立了一个基站。基站与移动体之间通过无线网桥组成一个无线局域网。可见光图像，红外图像通过视频服务器的视频流数据和移动体控制系统信息等数据汇集到网络集线器后，经无线网桥，网络集线器一起通过电力系统内部网络传到运行监控终端，通过连接到电力系统局域网上的计算机可根据访间权限实时测览变电站设备的可见光和红外视频图像，机器人本身运行情况等相关信息，并且可以控制机器人移动体的运动等检测系统由红外测温仪和可见光摄像机等装置组成，均安装在移动体即智能巡检机器人上。该系统可以完成变电站设备外观图像和内部温度信息的采集和处理考虑到机器人的运行环境。其中机器人采用三轮轮式移动小车前2轮为驱动轮，由1个电机分别驱动，差速转向，后1轮为万向轮。机器人外形流畅，直线运动性与转弯性能好。

2、机器人控制系统

机器人系统主要包括移动体运动控制子系统和工作子系统两大部分，移动体运动控制子系统硬件由PC104主板和PMAC-104运动控制卡和电机驱动器组成，主要负责机器人在巡检过程中的运动行为的控制移动。

3、变电站检测系统

本机器人系统为变电站设备非电气信号的采集提供了一个移动载体平台，在这个平台上可以搭建不同的检测系统或装置。目前在该平台上搭建了远程在线式红外热像仪系统，可见光图像采集处理系统，声音采集处理系统。在无人值班变电站一些通过电气信号难以检测的运行状态，例如变压器漏油，绝缘气体压力变化，火灾和盗窃等可借助机器人所携带的图像来检测;变压器开关及各种电气接头内部发热可以利用机器人携带的红外热像仪来检测;变压器等设备的声音异常可以利用声音采集处理系统进行识别。3.1远程红外监测与诊断系统

本设计采取在线式红外热成像装置。本系统包括红外图像采集装置，红外图像处理模块，图像显示，存储，查询和报表生成模块。该诊断系统可根据预先设定的设备温度阈值，自动进行判断，对超出报警值的设备在基站主控计算机上给出声音和文本报警;借助可见光图像识别，能判断一些关键设备的内部温度梯度，不但可以形成某一时刻变电站的一些关键设备的设备温度曲线，也可以生成某一设备在一定历史时间内的时间—温度曲线。3.2远程图像监测与诊断系统

本系统在无人值守变电站先利用机器人基站系统对移动体发送来的可见光图像进行分析，只传输分析结果或待进一步确定的图像。首先对采集的图像进行预处理，识别出被监测的电力设备，通过将该图像与上次采集的图像进行差图像分析、累积图像分析、相关分析、区域标识、纹理描述和评判等处理。结合对应设备的参数库确定其是何设备。如有畸变发生则存储结果，向上一级传输及发出告警信号。不再传输的正常图像可由调度员人工远程调用。这就使信道的传送效率大为提高，而且调度员也不必时刻注视监视屏幕。无人值守变电站中的电力设备种类繁多，针对关键设备进行远程图像监测和状态诊断并与其他监测系统相结合使变电站运行的可靠性大为提高。3.3远程声音监测与诊断系统

噪声检测子系统是变电站巡检机器人功能的一部分，主要是对变压器的噪声进行采集和分析。通过机器人携带的声音探测器进行噪声数据采集，并将噪声数据经过无线网传回基站。本系统主要包括如下3个模块

1)噪声采集传输模块，其任务是在巡检机器人上实时采集噪声信号，经过适当的压缩，通过无线网桥传送回总控制端计算机。

O2)噪声信号检测模块，其任务是将移动巡检机器人传回的噪声与以往的数据进行比较，判断变压器工作是否正常，如果出现异常，判断是何种异常。

3)用户交互模块，其任务是根据检测的最终结果给出提示信息或者交互方式，辅助工作人员完成仪表检测监控的任务，并可根据工作人员的需要检测通过其他途径录制的噪声数据。

第二篇：变电站巡检制度

变电站巡视制度

变电站巡视制度是保证电力设备安全运行的有效制度，巡视应按设备的实际位置制定合理的巡视路线，并按规定的时间、路线认真巡视设备以便及时发现设备缺陷和异常情况，为保证电力设备安全运行，特此制定以下巡视制度：

1、交接班巡视：在交接班时，对上一班变动、操作、检修过的一、二次设备及自动化设备等新发现的缺陷及带严重缺陷的设备现场进行核对性巡视及检查。巡视人员为各班值长及相关值班员，巡视时间为交接班前10分钟。

2、正常巡视：正常巡视时间为每个整点，巡视内容如下：

（1）、注油的设备注油面应在标准范围以内，注油设备表面应清洁无任何渗油现象。

（2）、导线应无断股、过紧、过松等异常现象，接头、刀闸插头无发热现象。

（3）、瓷瓶部分应清洁、无破损、裂纹、打火、放电、闪络和严重电晕等异常现象。

（4）、配电盘、仪表、继电保护、自动装置和音响信号等应运行指示正常，直流系统绝缘正常。

（5）一次设备的运行状态有无明显变化，声音及颜色是否正常。

3、夜间熄灯巡视：每周五晚上20:30-21:00进行一次，巡视内容为重点检查电气连接点的发热情况和电气设备的外绝缘放电情况。

4、特殊巡视：（1）、严寒季节，重点检查充油设备无油面过低、接头溶雪、瓷瓶结冰等现象。

（2）、高温季节，重点检查充油设备无油面过高、导线过松、通风降温设备应正常。

（3）、刮风季节，重点检查导线无摆动过大、断股等异常现象。

（4）、雷雨季节，重点检查瓷质部分无放电痕迹、裂纹、避雷器放电计数器动作情况。

（5）、雷雨、大雾、霜冻季节，检查瓷质品有无严重放电、打火、电晕等现象，污秽设备地区加强巡检。

（6）、负荷高峰期，应检查各路负荷是否超过最小载流元器件以及设备的过热现象。

（7）、新投运或大修过的设备，应检查在其运行期间无过热过载等异常情况。（8）、有重要缺陷和故障跳闸的设备，应重点检查其缺陷及故障部位无异常现象。

5、全站巡视：在站长带领下，每月12号上午9:00-10:00巡视一次，主要对全站运行设备状况进行全面巡视和现存缺陷进行会诊性巡视检查。

6、巡视检查应遵守的规定

（1）、巡视高压设备的人员应经培训考试合格后，由单位领导批准。（2）、巡视高压设备时，人体与带电体的安全距离不得小于规程规定。（3）、巡视高压设备时，必须穿戴相应劳保用品，按设备巡视路线进行巡视，防止漏巡。

（4）、进出高压室内巡视时，应随手将门窗关好，以防小动物入内。

（5）、每次巡视后，应将查得的缺陷记录在设备缺陷记录薄上，并按要求上报并处理。

第三篇：智能窗帘设计说明书

安防智能电动窗帘设计说明书

安防智能电动窗帘

设计说明书

设计者：

指导老师：

地址:

单位：山东劳动职业技术学院

2015年9月21日

安防智能电动窗帘设计说明书

目录

一.作品简介...............................................................................................................3 二 作品设计.................................................................................................................4 1.研制背景及意义：........................................................................................4 2.主要功能：....................................................................................................4 3.产品的主要特色............................................................................................4 4.产品的设计方案............................................................................................4（1）产品的主要功能模块.............................................................................5 图2 导轨安装示意图..................................................................................................5（3）光敏控制模块设计.................................................................................6（4）遥控控制模块设计.................................................................................7（5）安防灯设计...........................................................................................8（6）单片机控制模块.....................................................................................8 三 作品的高端设计.....................................................................................................9 1.简单变色型窗帘：...........................................................................................9 2.简易型智能变色型窗帘：.............................................................................9 3.全能型设计窗帘：.........................................................................................10（1）温度控制设计.....................................................................................10 四 作品材料设计.......................................................................................................10 1.纱帘设计.........................................................................................................10 2.遮光帘设计.....................................................................................................10 五 作品的市场预估...................................................................................................11

安防智能电动窗帘设计说明书

一.作品简介

本产品针对目前家用窗帘多为手动，并且不具备安防功能，采用光敏测量元件以及单片机，配合灯具的照明，设计了一种安防家用窗帘。本产品设定了自动功能和手动功能切换，从而实现了在家模式和离家模式。

图1 产品实际工程外观设计

产品的主要功能设计有：

（1）光敏控制功能 检测到室外属于白天时打开窗帘，当黑夜来临时关闭窗帘，根据光亮要求，自动实现灯光的开启与关闭，窗帘的打开与关闭。

（2）遥控控制功能 可在10米以内用遥控对窗帘的控制，符合现代人犬儒化趋势，舒适享用现代科技带来的舒适。

（3）虚拟防盗功能 因为主人不在家时它也能智能控制窗帘和灯具的开关，起到了有人在家的假象，使盗贼不敢入侵该家庭。根据设定时间和光亮，在夜间设定时间段实现窗帘的关闭和灯光的开启，从而在夜间营造家中有人的假象，可实现长期外出旅游时家庭的安防，解决主人的后顾之忧。

（4）变色功能 本功能由于造价问题，在样本窗帘未采用光致变色窗帘和温敏变色窗帘。窗帘功能为采用热敏或者光敏变色纤维材料,使其颜色根据自然环境的变化以及室温的变化

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而变化,再配合定时器和遥控器控制窗帘的自动或者手动的开启。光敏变色纤维材料的窗帘在室内灯光颜色变化下有着相应的颜色变化。

（5）其它窗帘材料 可采用半遮光卷帘、半透光卷帘、全遮光卷帘等，采用防紫外线卷帘、防水卷帘、易去污工程卷帘面料等新型材料，广范适用多种应用场合。

二 作品设计

1.研制背景及意义：

中国经济发展快速，城市住宅小区与各地宾馆不断增多。各种类型的窗帘装饰不断进入大众的眼球，然而目前市场上普通的窗帘已不能满足当代青年人的需要，他们在追求美的同时也在不断的追求舒适、便捷与安全。

本作品设计有自动窗帘、遥控窗帘、变色的温敏或者光敏材料，如果辅以自动背景音乐等元素，无疑是家居窗帘或者宾馆、别墅用高端奢华产品。产品功能设计多用，安防的设计可解决用户居家旅游之后顾之忧。多层次用料的设计，使得产品可以走向低端、中端、高端、设置奢侈品市场，因此本产品的出现无疑是现代家居的一个新的潮流和方向。整个设计符合现代人犬儒化趋势，舒适享用现代科技带来的舒适。

2.主要功能：

（1）灯具和窗帘的自动控制 根据光亮要求，自动实现灯光的开启与关闭，窗帘的打开与关闭。

（2）安防功能 根据设定时间和光亮，在夜间设定时间段实现窗帘的关闭和灯光的开启，从而在夜间营造家中有人的假象，可实现长期外出旅游时家庭的安防，解决主人的后顾之忧。

（3）休闲功能 窗帘布可以采用高端的光敏变色材料或者温敏变色材料，从而实现窗帘的颜色的时尚变化。

3.产品的主要特色

（1）安防设计 灯具和窗帘的配合，营造家中有人假象，可实现安防；

（2）个性化与前卫设计 自动窗帘、遥控窗帘、光敏或者温敏变色材料设计，可满足都市年轻人时尚、个性的口味。

（3）遥控设计 符合现代人犬儒化趋势，舒适享用现代科技带来的舒适。

4.产品的设计方案

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（1）产品的主要功能模块

主要由光敏模块、遥控模块、电动窗帘模块、安防灯模块、窗帘、语音电路模块组成，每一个模块都承担着其应有的职能。

光敏控制模块主要是检测到室外属于白天时打开窗帘，当黑夜来临时关闭窗帘，形成光敏控制。

遥控控制模块主要是让主人家可以在10m以内自由的控制智能窗帘。安防灯模块主要是形成有人在家的虚拟假象。

单片机控制模块主要是控制整个系统的运行，是窗帘的核心。

窗帘可以采用普通窗帘，也可以采用温敏、光敏变色窗帘，或者半遮光卷帘、半透光卷帘、全遮光卷帘等，或者防紫外线卷帘、防水卷帘、易去污工程卷帘面料等新型材料。

语音电路 用于识别主人对话，实现语音控制和背景音乐自动选择等功能。（2）工程施工图

单片机控制系统模块、图2 导轨安装示意图

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J6单片机K1K2接触开关1K1J7接触开关2K2220VK3单片机继电开关1手动按钮K3K4K5K624VJ6J7定时驱动继电器2K4单片机继电开关2自动按钮手动指示自动指示K5单片机继电开关3定时驱动继电器1K6单片机继电开关4图3 电源布置原理图1

D1D2D1D2户外光敏探头J1户内光敏探头M1J2J3开启电机M2J4关闭电机J5M3灯旋转电机M35VJ5单片机驱动继电器3J4遥控器驱动继电器2J3单片机驱动继电器2J2遥控器驱动继电器1J1单片机驱动继电器1M1M2图4 电源布置原理图2

（3）光敏控制模块设计

光传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测，它还可以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测，只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。

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本作品利用光敏元件感知光亮的变化，从而控制窗帘的启动与关闭以及安防灯的变化。

图5 光敏传感器安装PCB板设计

（4）遥控控制模块设计

遥控模块方面用户采用遥控方式，控制窗帘的启动与关闭。这样的设计符合都市现代人的犬儒性格。

图6 遥控器电路原理与焊接点布置

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（5）安防灯设计

采用定时器以及单片机双重控制的安防灯，按约定的时间进行开启与关闭，营建家庭有人的氛围，灯罩的旋转可导致家庭灯饰的变化，营建家庭娱乐的氛围，这样可起到安全防卫的作用。

（6）单片机控制模块

单片机控制模块是整个设计的核心，单片机用于管理定时器、遥控器，也可以用于语音识别，背景音乐播放，窗帘的自动控制等功能。

整个单片机共设置了4路模拟量输入，1路输出，8路开入，8路开出，并设计了语音模块和语音电路。

图7 定时器电路原理

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图8 单片机PCB板设计

三 作品的高端设计

1.简单变色型窗帘：

用简单的热敏或者光敏变色纤维材料,使其颜色根据自然环境的变化以及室温的变化而变化,再配合定时器和遥控器控制窗帘的自动或者手动的开启。光敏变色纤维材料的窗帘在室内灯光颜色变化下有着相应的颜色变化。

图9 智能窗帘电动背景改变

2.简易型智能变色型窗帘：

窗帘根据室温的变化以及辅助织物的艺术设计，能变换多种场景与色彩，在室内形成人与自然的协调与统一，室温的变化主要由空调完成。

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3.全能型设计窗帘：（1）温度控制设计

智能窗帘的温度控制可以采用水帘控制和空调控制两种。空调控制是指采用空调改变室内温度，从而达到温敏纤维的颜色变化，水帘控制是指通过局部改变水帘的充水温度，从而局部改变窗帘的温度，形成印象的窗帘效果，热敏纤维附着在水帘上。

图10 遮光帘织物的布置

（2）语音识别和音乐背景

智能窗帘接受的语音指令为自动编辑指令，用户可以自己设定语音对话功能，譬如：开、关、我很忧郁、我很高兴等，并设定语音所对应的窗帘打开、关闭、以及温敏织物的温度控制值，选择符合自己心情的色彩以及背景音乐。

四 作品材料设计

1.纱帘设计

纱帘主要材料为光敏光致纤维材料 光致纤维材料在无阳光的条件下不变色，在阳光或UV 照射下显深绿色。该纤维制造可采用淡黄绿色的三甲基螺呃嗪为光敏剂，与聚丙烯切片共混后制成切片经高温熔融纺丝形成的光敏纤维。

2.遮光帘设计

遮光帘由热敏变色纤维组成，热敏变色纤维是指随温度变化颜色发生变化的纤维。获得热敏变色纤维的方法除了将热敏变色剂充填到纤维内部外，还可将含热敏变色微胶囊的氯乙烯聚合物溶液涂于纤维表面，并经热处理使溶液成凝胶状来获得可逆的热敏变色功效。热敏变色性色素；与色素结合能显现另一种颜色的显色剂；在某一温度下能使相结合的色素和显色剂分离并能溶解色素或显色剂的醇类消色剂。调整3者组成比例就可以得到颜色随温度变化的微胶囊，而且这种变化是可逆的。它的基色有4种，但可以组合成64种不同的颜色，变

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色温度为24～32℃。

五 作品的市场预估

本作品设计有自动窗帘、遥控窗帘、变色的温敏或者光敏材料，如果辅以自动背景音乐等元素，无疑是家居窗帘或者宾馆、别墅用高端奢华产品。产品功能设计多用，安防的设计可解决用户居家旅游之后顾之忧。多层次用料的设计，使得产品可以走向低端、中端、高端、设置奢侈品市场，因此本产品的出现无疑是现代家居的一个新的潮流和方向。

目前对于温控智能窗帘的发展和推广尚处在一个起步阶段，总体竞争相对较小。并且当代青年人对于现今的生活质量追求较高，对于温控智能窗帘的接受能力也相对较高。

第四篇：变电站防汛巡检计划

变电站防汛巡检计划

目前已进入防洪度汛的关键时期，为了将防汛工作做到实处，特制订变电站防汛巡检计划。

一、日常设备巡视检查

检查时间：每日严格按运行值班要求和安规、运规要求坚持巡检

检查人员：当值人员

注意：巡视检查情况在值班记录簿上记录

二、特殊巡检

检查时间：设备带病期间和“三高”期间及节假日前增加特殊巡视

检查人员：当值人员，站长督促检查

注意：需制表记录并根据变化情况进行对比分析，带病设备及时处置

三、站内站外的沟前渠后

检查时间：每日早晚各检查一次，恶劣天气前、中、后增加检查次数

检查人员：站长及当值人员

注意：需制表记录并根据变化情况进行对比分析，沟内杂物及时清理

四、逃生通道巡检

检查时间：每日检查一次，汛期间每值接班后应进行一次逃生演练 检查人员：站长及当值人员 注意：通道应随时保持畅通易行

五、防汛物资检查

检查时间：每日检查一次 检查人员：站长及当值人员

注意：需制表记录，急救箱和应急包内的物资使用后应及时补充并记录

第五篇：智能机器人论文

湖南农业大学课程论文

学 院： 工学院 班 级：11级机械1班 姓 名： 曾强 学 号：201140614114 课程论文题目：未来智能机器人

课程名称：MCS-51单片机原理、接口及应用 评阅成绩： 评阅意见：

成绩评定教师签名：

日期： 2014年 5月 12日

未来智能机器人

摘要：机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。近二十年中，因为电脑技术、电子产品及生物遗传工程等技术的大踏步发展，“智能机械人”的研发热潮已从专业人士的实验室中走了出来，成为一种综合科研能力的开发活动。

关键字:智能，CPU，拟人化，人性化

（一）机器人的结构组成及工作原理

机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统等组成。执行机构即机器人本体，其臂部一般采用空间开链连杆机构，其中的运动副（转动副或移动副）常称为关节，关节个数通常即为机器人的自由度数。

检测装置的作用是实时检测机器人的运动及工作情况，根据需要反馈给控制系统，与设定信息进行比较后，对执行机构进行调整，以保证机器人的动作符合预定的要求。

控制系统有两种方式。一种是集中式控制，即机器人的全部控制由一台微型计算机完成。另一种是分散（级）式控制，即采用多台微机来分担机器人的控制。如当采用上、下两级微机共同完成机器人的控制时，主机常用于负责系统的管理、通讯、运动学和动力学计算，并向下级微机发送指令信息；作为下级从机，各关节分别对应一个CPU，进行插补运算和伺服控制处理，实现给定的运动，并向主机反馈信息。

（二）机器人的未来发展

机器人的研究从一开始就是拟人化的，所以才有机械手、机械臂的开发与制作，也是为了以机械来代替人去做人力所无法完成的劳作或探险。但近十几年来，机器人的开发不仅越来越优化，而且涵盖了许多领域，应用的范畴十分广阔。大而言之，用之于太空开发，月球车，深海探测器，海洋石油开采，航天飞机机械臂等，小至微型手术机械，生命监测仪等。军事上的用途更是日新月异，从拆弹机器人、清除机器人到无人驾驶飞机、自动化战车，有人甚至预测未来战争可能如星球大战一样，是机器人的战争。至于工业、农业、遗传生物产业、医学、文化产业、电讯业、能源开发，都将因机器人的大量登场而出现产业革命。英国电讯公司未来学部门研究员曾因准确预测手机短讯、垃圾邮件及网上搜寻引擎的出现而闻名，在最近公布的科技展望五十年的预测中，其中就有数条是关于机器人的。未来的机器人将会朝着三个方面发展：

一、与人类的生活更为密切地结合起来，以为人提供更多服务作为要素

二十年后，家中扫除、清洁的工作或老人的护理保健的工作可能全由机器人取代。美国旧金山的医院已开始使用机器人为病人送药、配药的服务。美国的阿伊机器人公司的总裁接受媒体采访时表示，该公司生产的家用大扫除机器人产品，2002年只有一百二十万美元销售额，到2012年已猛增50倍以上。还有，家居的全自动化，无需驾驶的自动汽车等等，实在无法一一计数或做出估计。

二、仿生性，生物性的大趋向

以趣味性、生物性来制造机器狗、猫、鱼等动物。譬如日本三菱重工附属公司Ryomei Engineering研制成功的金色机械鱼“金鱼虎”长1公尺，重25公斤，是一只不小的巨鱼，能自动畅游于水中，可协助监察桥梁的保安和搜集鱼汛的情况，监视河水污染等。索尼公司研制的Aibo机器狗会对主人声音有情绪反应，已能够模仿喜怒哀乐和恐惧等情绪，将来可出现代替真正导盲犬的机器狗。另外，电影《侏罗纪公园》的恐龙机器人等也是例子。这类仿生性机器人还被广泛用于军事上的侦察救险、情报传送，甚至杀敌于无形的手段上去。美国夏威夷大学设有水下机器人研究中心，已具相当规模。今年八月初俄罗斯迷你潜艇在海底为渔网所缠，困于190米下的深海，就得助于英国的“天蝎”号救援艇之助而脱险的，“天蝎”号就是海底机器人。

三、最重要的发展是人性化

日本举行的万国博览会，被称为机器人的大集合之展览会，有人甚至将之称作“机器人万国博览会”，从中亦可看出日本的这一产业优势及成果。在展场中，接待处、大会清扫工作、警备工作等，多以机器人的形式出现与取替。博览会期间还举办多项人与机器人有关的活动，其中最引人注目的还是人工智能及人性化的机器人的表演，譬如接待处的一位女性机器人能听、说六国语言，而且说话时眼、嘴皆会动，面部肌肉也有活动。造型奇特有趣的高尔夫球机器人“坎迪—5”，它内置整个高尔夫球场的3D地形和球会会员的资料，并设置有全球卫星定位系统，能作360度自如旋转，它的系统将愈加精密，并更具人性化，科学家预计在2020年完成其全部制作时，它可充当球童并可从旁给予击球建议。此外，尚有具“视觉”、“味觉”的机器人，它的红外线测定可以对食物及饮品的成份、含量马上做出判定，譬如将一只苹果摆在其手臂前，可以打印出该只苹果的糖份、维生素含量等。最引人注目的是机器人管乐队的演奏，以机器人演奏真正的乐器，而且队形不断变换，演奏技术臻于上乘。东京大学于今年八月公布已开发出人的仿真性皮肤，可如人一样感受冷热、痛楚、温度反应，甚至一些人的皮肤未具有的功能都可以设定，这对仿造机器人的生命性又是一大进步。凡此种种，不一而足。

在世纪之交，生物遗传工程因“克隆人”的出现而引致伦理、法律及道德问题的争议，“克隆人”能否问世仍然是一个未知数，但机器人的研发正在取而代之，以越接近人性化为追寻目标。因而还为之出现了新的名词，比如人工智能（简称AI），并以下述二个英文名字用来指人类模样的机器人：androids和humanoids。西方的电影导演在谈到影视中出现的非常人性化的机器人时，更常常使用这些有明确倾向的专用词： A、变得人性化—humanize B、人性化的—humanized C、人道、仁慈—humanity。

我国的机器人研发工作基本上属于科学研究的项目，据说，中国科学院目前已造出说话时嘴唇能够活动、眼睛能转动、具视觉功能的机器人，其水准可媲美日本同行其实，机器人的制作绝对并非只是液压机械与电子产品的混成物，要将机器人造得越来越有人性化，就要兼及生命医学、传感、光学及创造性的文化产业等方面，比如机器人的关节就需要研究中医的经络学、生物学上的神经刺激反应以及文化产品的某种造型特征（其中很重要的是民族特征的外表）等等。英国的科学家甚至预言，到2020年，随着机器人愈来愈精密和使用有机零件制造，它们将会受到“机器人权”的保护。

在美、日、德、法、韩等国，机器人产业的开发正在日受重视，一般采取所谓的“官产学”形式。“官”即政府的制定政策及倾斜支持，调整产业结构。据情报显示，日本政府正在调整全国的产业制造结构，名古屋中部地区的未来产业为新型汽车工业，以大阪为中心的关西地方将以机器人产业为主，东京地区以资讯情报化为中心等等；“产”即产业界的自我分类的研究与开发，并将之变成产品，取得经济效益；“学”即学校设置专门的学科，教材则与以往不同，非全盘为学校教授所写，有一些则由产业研究所编写教材，利用电脑技术介入，反过来向大学师生出售。而专门出售机器人制作的教科书、教材及装配零件、专门杂志等也已成行成市，许多公司改变既有行业，转而生产为此服务的产品。那么，这是否将导致一场工业革命？现在断言尚为时过早。但可以预计的是，未来20年，机器人产业将成为未来新产业的一个领先潮流，在现代化的高科技战争中，机器人将发挥越来越大的战斗作用，从而减少前线士兵的人命伤亡，并以奇技利器克敌制胜。

总结 ：世界上先进的工业化国家都十分注重机器人的研究开发、实用化及产业化的动向，投入大量的资金、人力，优化环境及指标，特别是重视培养年轻人对此未来科学的兴趣，吸引他们的投入，以形成人材梯队，锻造出新的产业队伍。随着科学技术的飞速发展，未来的机器人将更加智能化。机器人技术综合了多学科的发展成果，代表了高技术的发展前沿，它在人类生活应用领域的不断扩大正在引起国际上重新认识机器人技术的作用和影响。

参考文献：

1.《人工智能的未来》 陕西科学技术出版社

作者：杰夫·霍金斯

2.《人工智能:一种现代的方法》 清华大学出版社

2006 05