|
Развитие электротехники, вычислительной техники и машиностроения привело к появлению принципиально новых машин для автоматизированного производства — роботов, лазеров, роторных линий и т. д.
Робот (чеш. robot — подневольный труд) — машина, которая почти полностью выполняет функции человека (иногда животных) при взаимодействии с окружающим миром. Термин «робот» был впервые употреблен чешским писателем К.Чапеком (1890-1938) в драме «R. U. R« («Рос-сумовские универсальные роботы») о восстании роботов, т. е. механических людей, написанной им в 1920 г.
В первой половине XVIII в. французский механик Жак де Вокансон создал механического флейтиста и свирельщика, который правой рукой бил в бубен, а левой играл на свирели и при этом еще прищелкивал языком. Особенно прославились своими механическими куклами швейцарские часовые мастера Пьер (отец) и Анри (сын) Дроз.
Пьер Дроз вначале начал пристраивать к часам разные дополнительные механизмы, например: к маятниковым часам приделал пастушка с собачкой. Когда часовая стрелка подходила к какому-либо часу, пастушок подносил ко рту флейту и свистел столько раз, сколько должно пробить часов. У ног пастушка лежала собачка, которая охраняла корзину с яблоками. Стоило кому-нибудь дотронуться до фруктов, как лай собачки прекращался. Эти часы были проданы после демонстрации в Мадриде королю Испании Фердинанду П. В 1770 г. был изготовлен первый механический человек — «пишущий мальчик», который был ростом с пятилетнего ребенка. Он сидел на скамейке перед столиком и в правой руке держал гусиное перо, которое макал в чернильницу, после чего писал разные слова. Во время письма мальчик двигал головой. Окончив работу, он посыпал лист бумаги песком для высушивания чернил, а потом стряхивал его. Весь приводной механизм размещался внутри фигуры мальчика.
Затем Пьер Дроз вместе с сыном изготовили рисующего мальчика и музыкантшу, которая играла на фисгармонии, ударяя пальцами по клавишам. Перед началом игры музыкантша просматривала ноты и делала рукой некоторые предварительные движения. Во время игры она поворачивала голову и водила глазами, как бы следя за положением рук. Ее грудь подымалась и опускалась, как будто она дышала. Окончив игру, музыкантша поворачивала голову, благодаря слушателей за одобрение.
Свои творения Дроз продемонстрировал в 1774 г. на выставке в Париже. Движения трех механических людей были так естественны, что зрители считали их живыми людьми. Только после показа сложного механизма со стороны сцены зрители убеждались в том, что перед ними произведения техники, а не живые существа. Эти механические игрушки сохранились до наших дней и хранятся в Музее изобразительных искусств города Невшателя в Швейцарии.
Источником движения всех трех фигур является часовой механизм с заводной пружиной. Эти механизмы стали называть андроидами в честь молодого талантливого изобретателя механических людей Анри Дроза.
Вершиной искусства изготовления механических кукол считается «Храм очарований», открытый 150 лет назад в Петербурге изобретателем А. М. Гамулецким. Над площадкой лестницы парила женская позолоченная фигура, которая удерживалась магнитными силами. В руке она держала валторну, а как только гости ступали на площадку, подносила ее к губам и начинала играть, шевеля пальцами как настоящий музыкант. У дверей кабинета гостей встречали механические слуги и кланялись им. Дом был полон механических животных: хлопал крыльями петух, лаяла собака, выгибала спину и мяукала кошка, ползала и шипела змея.
В 1893 г. был построен андроид, который двигался со скоростью 14 км/ч за счет паровой машины, спрятанной в корпусе, а дымовая труба была замаскирована под сигару.
На всех выставках технического творчества в 60-70 г.г. XX в. обязательно демонстрировались роботы, которые здоровались с посетителями, двигались по выставке, выполняли несложные движения. В устройстве роботов использовались электродвигатели, магнитофоны, различные датчики, гидравлические усилители и другие современные приборы и механизмы.
Постепенно от роботов-игрушек перешли к созданию роботов-тружеников, которые способны заменить человека на тяжелых монотонных работах: у грохочущих прессов, огнедышащих печей, на запыленных складах цемента.
Промышленный робот согласно определению, данному на XI Международном симпозиуме в Токио, представляет собой многофункциональный манипулятор (от лат. maniputas — пригорошня, горсть; manys — рука) с возможностью многократного программирования, предназначенный для перемещения и обработки материалов, деталей, инструментов или специальных узлов в целях выполнения различных задач.
Промышленные роботы имеют «руки», обладающие несколькими степенями свободы, захватывающие устройства или специальные транспортирующие приспособления. Они несут функции, аналогичные функциям человеческих рук, и могут совершать два или более движений, таких как поворот, выдвижение, вертикальное или горизонтальное перемещение, качание и др., для выполнения операций, связанных с пространственными перемещениями зажатых или удерживаемых деталей.
Роботы действуют по программе, записанной на специальном носителе информации, без вмешательства человека. Их можно быстро переналаживать на изготовление новой продукции, поменяв лишь программу, хранящуюся в памяти робота. Это значительно повышает выработку и снижает расходы сырья, материалов и др.
Первоначально роботы стали применять в автомобильной промышленности для выполнения сравнительно простых технологических операций по металлообработке, сварке и окраске машин.
В нашей стране промышленные роботы начали использовать с 1971 г., а с 1972 г. было налажено их серийное производство.
Роботы первого поколения (рис. 8.11, а) внешне не похожи на человека. Только их манипулятор напоминает человеческую руку, а захват — ее кисть.
На Петродворцовом часовом заводе роботы производят сборку механизма часов. В судовых доках многорукий робот, весящий всего 15 кг, выполняет многие работы по ремонту судов: очистку, шлифование, окраску, притирку и др. Роботы-манипуляторы с дистанционным управлением широко используются для работы в условиях относительной недоступности, например крупный сварочный робот (рис. 8.11, б), а также в опасных и вредных для человека условиях, например в атомной промышленности для работы с радиоактивными веществами. Подводные роботы-манипуляторы захватывают образцы породы со дна моря и управляют работой подводной буровой установки.
В конце 60-х гг. появились роботы второго поколения, которые имеют «органы чувств« — разнообразные датчики, собирающие информацию о предметах окружающего мира, их свойствах и взаимодействии; на основе этих данных формируется модель и принимается решение о последовательности действий, которые реализуются исполнительными механизмами. Манипуляторы-роботы снабжены датчиками, регистрирующими цвет, размер и т. д.
Роботы третьего поколения наделены свойством анализировать возникшие ситуации, принимать решения, решать задачи, обучаться. Их начали разрабатывать с 1975 г.
|
Карта сайта
ИСТОРИЯ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИЙ
