2、现代机器人的进化历程

现代机器人的进化历程

1. 早期机器人发展(1975 - 1989 年)

1.1 可编程通用机械臂(PUMA)

1975 年,美国的 Victor Scheinman 开发了可编程通用机械臂(PUMA)。1977 年,他将设计卖给了 Unimation,后者进一步开发了该机械臂,使其在工业生产中得到广泛应用。

1.2 斯坦福车

1979 年,斯坦福车成功在满是椅子的房间中导航。它主要依靠立体视觉来导航和确定距离。

1.3 20 世纪 80 年代的机器人发展

20 世纪 80 年代,工业机器人广泛应用,服务机器人开始进入公众视野。以下是这一时期的部分重要机器人:
|年份|机器人名称|开发者|特点|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|1981 年|直接驱动(DD)臂|日本的 Takeo Kanade|驱动装置集成在机器人内,消除长距离驱动,电机安装在关节处,减少摩擦和间隙,运行快速准确|
|1982 年|HERO - 1|美国公司 Heathkit|由车载计算机控制,有光、声和运动探测器以及声纳测距传感器,能在走廊移动、玩游戏、唱歌,还能充当闹钟|
|1982 年|RB5X|美国 RB Robotics 的创始人 Joseph Bosworth|首个用于家庭、实验和教育的量产可编程机器人,具备红外传感、超声声纳等多种组件,可与多达 8 名玩家玩互动游戏|
|1984 年|WABOT - 2| - |能与人类用日语自然交流,用眼识别音乐,用手脚弹奏电子钢琴,能识别人类唱歌并自动选曲伴奏|
|1988 年|HelpMat

演示了为无线无人机电池充电设计的感应电力传输(IPT)系统 Dynamic Wireless Charging for (UAV) using Inductive Coupling 模拟了为无人机(UAV)量身定制的无线电力传输(WPT)系统。该模型演示了直流电到高频交流电的转换,通过磁共振在气隙中无线传输能量,以及整流回直流电用于电池充电。 系统拓扑包括: 输入级:使用IGBT/二极管开关连接到全桥逆变器的直流电压源(12V)。 开关控制:脉冲发生器以85 kHz(周期:1/85000秒)的开关频率运行,这是SAE J2954无线充电标准的标准频率。 耦合级:使用互感线性变压器块来模拟具有特定耦合系数的发射(Tx)接收(Rx)线圈。 补偿:包括串联RLC分支,用于模拟谐振补偿网络(将线圈调谐到谐振频率)。 输出级:桥式整流器(基于二极管),用于将高频交流电转换回直流电,以供负载使用。 仪器:使用示波器块进行全面的电压电流测量,用于分析输入/输出波形效率。 模拟详细信息: 求解器:离散Tustin/向后Euler(通过powergui)。 采样时间:50e-6秒。 4.主要特点 高频逆变:模拟85 kHz下IGBT的开关瞬态。 磁耦合:模拟无人机着陆垫机载接收器之间的松耦合行为。 Power GUI集成:用于专用电力系统离散仿真的设置。 波形分析:预配置的范围,用于查看逆变器输出电压、初级/次级电流整流直流电压。 5.安装与使用 确保您已安装MATLABSimulink。 所需工具箱:必须安装Simscape Electrical(以前称为SimPowerSystems)工具箱才能运行sps_lib块。 打开文件并运行模拟。
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