ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ РОБОТОТЕХНИКИ И

7 
ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ РОБОТОТЕХНИКИ И 
МЕХАТРОНКИ 
 
1.1. Условия становления и развития робототехники

Возникновение и развитие любой отрасли науки и техники, представляет 
сложный процесс, протекающий в определенном временном интервале, во 
взаимной связи и в зависимости от других объективных и субъективных 
причин и обстоятельств. В некоторых случаях то или иное техническое 
средство появляется раньше и создает предпосылки для развития конкретного 
научного направления связанного с этой техникой. В других случаях, благодаря 
накопленным научным знаниям, удается создать новый вид техники или 
совершенствовать существующую технику. История становления и развития 
робототехники, мехатроники, а также процесс появления и совершенствования
роботов и других мехатронных устройств, свидетельствует о сложной 
причинно-следственной связи в развитии научного направления и создании 
новой техники. Так, например, вначале были созданы роботы, затем по мере 
применения роботов сформировалось научное направление - робототехника. 
Где-то параллельно создавались предпосылки в области научных знаний и в 
процессе накопления опыта готовились условия для создания в начале 
примитивных, а затем более сложных мехатронных устройств. Появление 
обширного класса новых технических систем, имеющих управляющие и 
информационные системы на базе микроэлектроники, явилось причиной 
становления и развития научной отрасли Мехатроники. При чем, наконец, 
Робототехника оказалась одним из научных направлений Мехатроники. 
История зарождения и формирования идей создания механических людей 
подробных роботам берет свое начало с глубокой древности. Первое 
упоминание о таком человеке - медном великане по имени Талос - датируется 
III в. до н.э. Известны работы Герона Старшего, жившего в Александрии в I в. и 
описавшего в своих книгах свыше сотни автоматов, точно копирующих 
движения человека. Существенное влияние на развитие элементов автоматики 
и робототехники оказало появление и совершенствование часов. Основу 
различных автоматов составляли в основном сложные механизмы. Новый 
импульс в развитии технических средств автоматики и разработки принципов 
их действия, дало открытие в XIX в и практическое применение электричества. 
Достижениями в естественных и прикладных областях науки к началу XX в. 
была создана необходимая техническая и научная база для воплощения 
многовековой мечты человечества - создание устройств, заменяющих человека 
в процессе труда, т.е. роботов. 
В 1927 году, американский инженер Дж. Венсли сконструировал первый 
робот под названием "Televox". Этот робот имел внешнее сходство с человеком 
и мог по команде выполнять элементарные движения. В 1928 г. в Японии был 

8 
создан первый робот названный "Естествоиспытатель". Этот робот мог менять 
положение рук и головы с помощью электродвигателей. 
От первых примитивных роботов до существующих в настоящее время 
интеллектуальных роботов таков путь, пройденный робототехникой. Причем 
всему этому предшествовало бурное развитие вычислительной техники и 
электроники, а также появление первых кибернетических машин - станков с 
числовым программным управлением. Действительно вышедшая в 1951 г. в 
свет работа Дж. Фон Неймана "Общая и логическая теория кибернетических 
автоматов" дала скачок в развитии вычислительной техники. После этого стала 
бурно развиваться технология проектирования и изготовления электронных 
вычислительных машин (ЭВМ). За короткий период времени сменилось 
несколько поколений ЭВМ. Основу 1-го поколения ЭВМ составляли 
электронно-вакуумные лампы, 2-го поколения - транзисторы, 3-го поколения 
интегральные схемы. Элементной базой 4-го поколения стали сверхбольшие 
интегральные схемы (СБИС), а основу ныне существующих персональных 
компьютеров (РС) и контроллеров составляют микропроцессоры и 
микропроцессорные наборы.
Микропроцессоры - это миниатюрные вычислительные устройства, 
которыми оснащены сейчас не только роботы, но и всевозможные станки, 
системы управления транспортом, множество других устройств, приборов 
вплоть до бытовой техники и игрушек. 
Как указывалось выше, развитию робототехники, а именно системы 
управления роботов, способствовало появление станков с числовым 
программным управлением. Если вернуться к истории, то идея автоматизации 
производства возникла в начале ХХ века, когда, в 1907 г., была создана 
автоматическая линия на заводе Форда. Но первый металлообрабатывающий 
станок с числовым программным управлением (ЧПУ) был создан в 1952 г. Этот 
принцип управления был применен в дальнейшем и для роботов.
И все же таки современная робототехника берет начало с 1954 г. когда в 
США под руководством Р. Герца был создан манипулятор для обслуживания 
атомных станций. Этот манипулятор названный ANL Model-1 был создан в 
Арагонском национальном лаборатории (по английский сокращенно ANL). 
Первые роботы имеют консольную конструкцию и создаются по подобию руки 
человека. Хотя рука человека по утверждению антропологов имеет 27 
подвижностей, роботы имеют меньшую подвижность, так как в противном 
случае резко усложняется их конструкция и возникают проблемы с 
управлением.
Массовое применение роботов связано с созданием промышленных 
роботов. Промышленные роботы, являясь одной из разновидностей роботов, 
представляют механические устройства выполняющие по заданной программе 
автоматически некоторые функции руки . Распространение ПР началось с 
1962г. с создания роботов "Unimate" и "Wersatran". Эти роботы 
предназначались для обслуживания таких технологических процессов как литье 
под давлением, ковка, точечная сварка: нанесения покрытий и др. Первый 

9 
опытный образец робота на территории СНГ был создан в 1971 г. под 
руководством П.Н. Белянина и Б.Ш. Розина и назывался УМ-1. Это был 
промышленный робот с гидроприводом, имевший грузоподьемность 40 кг. 
Робот УМ-1 имел позиционную аналогово-трансформаторную систему 
программного управления. В период с 1970 -1985 г.г. наблюдался некоторое 
оживление в развитии промышленного роботостроения. По оценке 
специалистов в 1990г. на территории бывшего СССР, потребность роботов 
должна была составлять 375 тыс. Однако эти прогнозы явно не оправдались, и в 
настоящее время в СНГ наблюдается некоторая потеря интересов к 
робототехнике и спад производства ПР. Но наука робототехника продолжает 
развиваться, а ученые и конструкторы создают новые более совершенные 
роботы.
Так по данным одного американского журнала роботостроительная 
отрасль в 1990 г. выполнила заказы на 485 млн. дол. США и получила 
рекордный 
заказ 
на 
сумму 
517 
млн. 
дол. 
США. 
В настоящее время в мире работает около 10 млн. роботов. При этом 
Япония занимает первое место в мире по плотности роботов в 
промышленности. Область применения роботов постоянно расширяется. В 
свою очередь дальнейшее развитие робототехники потребовало включение в 
интересы этой науки широкого круга вопросов, которые составляют предмет 
других направлений науки. Так, например, робот в той или иной мере 
воспроизводит некоторые функции живых существ. По этой причине 
робототехника занимается построением сложных механических систем. 
Конкретно говоря, существует раздел робототехники - механика роботов 
(манипуляторов), занимающаяся анализом и синтезом механизмов и 
механических устройств применяемых в составе робота.
Созданием 
искусственных 
органов 
чувств 
занимается 

жүктеу/скачать 3,35 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: