机器人仿真及其自动化研究进展
【摘要】本文首先介绍了机器人仿真技术的研究，在此基础上进一步分析了机器人自动化的特点，并根据研究的现状指出了机器人仿真技术和自动化发展的方向。
毕业论文网 /2/view—12081919.htm 【关键词】机器人；仿真技术；自动化技术 机器人的本质就是高科技的机器装置，但是和一般机器装置不同是机器人还具备了一些智能能力，比如动作能力、规划能力以及感知能力等等，这些特殊的能力也使得机器人具备了高度的灵活性。
机器人从上世纪初发明以来已经取得了长足的进步，特别是近些年来，科学技术的飞速发展让机器人仿真技术的发展有了质的飞越，随着机器人技术越来越成熟，其功能也越来越强大，也被越来越多的行业运用在实际的生产中并取得了良好的成果。
在不断的研究和实践中，人们逐渐认识到机器人的本质就是各种交互技术的结合，随着科技的发展，机器人的仿真技术和自能化能力需要不断的开发，充分的发挥其潜力，实现多层次的自动化能力，并通过合理的操作来取代人们生产过程中的一些危险活动。
我国的机器人仿真技术和欧美的一些发达国家相比还略显不足，从目前来看仍然属于初级阶段，很多的研究都需要依靠外国引进的软件再进行二次的开发研究。
我国机器人仿真技术的研究对象主要集中在机器人运动学、轨迹规划、动力学以及操作实体建模等方面，虽然我国仿真技术起步比较晚，但发展极为迅速。
1.机器人仿真研究 微软的windows平台是机器人仿真技术开发的基础，仿真技术的程序设计环节以及几何建模环节则需要采用面向对象的程序设计方法。
在设计机器人仿真模型的过程中，通过研究对象具体的过程分析获得模型，为后续仿真机器人的过程奠定基础，在这一过程中常使用的开发工具是Open GL以及Visual C++，其中Visual C++这一款开发工具与OOA（面向对象分析）、OOD（面向对象设计）、OOP（面向对象编程）紧密的结合，为机器人仿真技术程序编程等环节提供了强大的技术支持和有效的操作方式。
世界上第一台机器人的出现离先进只有100多年的历史，但是从历史来看，人们对机器人的渴望和描述可以追溯到三千多年以前，那时的人类就希望建造成一种机器可以协助人们完成很多繁重的劳动。
随着第三次科技革命的不断深化，科学技术得到了长足的发展，机器人的制造技术也得以有了较大的进步，其中机器人的视觉以及触觉技术的改善就是典型的例子。
由于技术的不断进步，机器人的概念也发生了一些变化，从上世纪八十年代开始，机器人的发展方向也由之前的单一机器化逐步向决策、感觉以及思考等更加智能化的方向发展，同时机器人技术的研究范围也不断的延生，空间机器人、水下机器人以及微小型机器人等一些新型的机器人形态也被广泛的创造，让过去很难操作的问题得到很好的解决，为人们的生活生产带来了极大的便利。
将机器人的控制技术、职能技术以及传感技术等等运用到生产生活的各个领域便产生了形态各异、功能不同的众多智能机器人类型。
目前各国的智能机器人研究进行的非常迅速，同时也取得了很多成就。
比如英国的伦敦机器人研究中心就研究了一款猎豹机器人，该机器人的移动速度能够比正常人的移动速度要高出许多并能够保持良好的稳定性；美国的洛杉矶职能研究所研究出了一款代号为“阿加尔”的机器人，该机器人没有头部，只有四肢和躯干，在崎岖的山路以及颠簸的地形行走迅速，必要时候能够用手臂前进，该机器人以及被广泛运用在地形勘探中并取得良好的效果。
2.机器人自动化的特点 机器人自动化技术很有效的解决了工业生产中的很多问题，特别是在处理高强度和危险劳动时发挥着重要的作用，随着技术的不断发展，机器人将会再更多的领域得以应用。
机器人自动化的特点主要包括以下几点： （1）机构动力学和运动学对机器人控制系统的设计和运用具有比较大的影响，任何坐标中机器人的控制系统都可以被描述出来，并且可以根据实际的研究需要或者实践需要来选择合适的坐标系，在相应的坐标系中进行合理的坐标变化以适应要求。
（2）机器人整体结构相对复杂，简单的机器人的自由度也需要保持在三个以上，而比较复杂的机器人其自由度则超过十个，有时候甚至几十个，每个自由度都需要有伺候机构与之匹配，它们相互合作支撑来形成多变量的控制系统。
（3）机器人动作的完成并没有统一的标准，通常具备多种方式和路径的选择，这时候需要机器人的设计者考虑到路径最优化的问题，只有最优的路径才能保持机器人运行的高效率，而随着可以发展，现在的机器人普遍都比较复杂，因此需要采取人工智能的方法来提高机器人的工作效率，通过建立一个动作路径的数据资源库对机器人的行为进行有效的控制来保持效率的最优化。
（4）计算机在机器人运行的整个过程中处于核心位置，机器人的行为必须通过计算机受到人的意志控制，这样才能保持有效的工作，同时机器人运行过程中伺候系统的协调控制也需要计算机来完成，从而确保机器人工作的协调性和目的性。
3.机器人自动化的发展前景 通过对机器人现状的研究，可以总结出机器人自动化在未来的几个发展方向。
首先是机器人的制造需要有新型材料作为支撑，从目前的实际工作中我们可以看出现在机器人制造所使用的材料已经不能够满足很多高强度和特殊环境下的作业，所以未来机器人的发展必须要有高度灵活性、抗热、抗寒以及柔韧性良好的材料作为智能，使之具备很强的耐性和负载能力。
其次要将控制技术和传感技术与机器人的制造技术不断的结合，目前大部分机器人所使用的传感都以间接的测量方式为主，从而使机器人的实际工作情况并不能够很好的得到反映，同时由于传感数量的限制使得机器人运行的实际自由度也不能够得到直接测量。
最后要加大人机交互技术的研究和运用，机器人的实际运行需要人机交互技术作为指导，机器人在处理比较复杂问题时由于决策能力等的限制效果不是很好，因此需要良好的人机交互技术和软件进行支持，使用高科技的自动化技术来增加机器人的操作能力和解决问题的能力，减少工作人员的直接控制强度。
4.结语 随着技术的发展以及机器人研究的不断进步，机器人仿真以及自动化技术也有了长足的进步，其运用的领域也越来越宽泛，为人类的生产生活提供了极大便利的同时也推动了经济的发展，相关的技术人员要认识到机器人的重要性并通过不断的努力来推动机器人建造事业的发展。
参考文献： [1]陈兰.连续性机器人研究综述[J].科技风，2009，16（12）：3335 [2]李凯旋.机器人仿真技术发展方向探究[J].科技咨询，2011，13（10）：2831。