（如力学分析、结构设计）、电子电路知识（控制系统制作）、计算机信息科学知识（代码 编写）等多种学科的内容。机器人的设计代表着机械技术与电子技术的完美融合，其成品的 实际应用也为人类进步做出了贡献。

随着机器人性能的提升，移动机器人的应用与适用范围也有了极大的拓展。现代机器人 不仅仅在工业和农业中日益普及，在国防武器装备，服务行业，医疗器械等方面得到了更多

本科毕业设计说明书 第 3 页 的使用。在一些有害与危险场合（例如排雷、搜救行动中，辐射区域等）得到很好的应用。 因此，移动机器人技术已经得到世界各国的普遍关注[6]。国内外在移动机器人方面都有一定

的研究基础，其功能特色也各有千秋。

1.3.1 国外移动机器人的研究情况

有关移动机器人的研究可以追溯到上个实际六十年代，美国的斯坦福大学研究所成功地 研制一种极具代表性的移动机器人，名为 Shakey。它在环境十分复杂的情况下，可以进行识 别，由机器人操作系统实现推理，并作出相应的路径的规划，从而实现自身控制[7]。虽然美 国有关机器人的研究发展较早，但在漫长的发展过程中，也有过一些曲折的发展经历，如过 于重视理论研究，而忽略其实际的应用，使得发展速度有一定的迟滞。不过由于经济实力雄 厚，发展较早，目前美国的先进机器人技术仍代表着较为先进的发展水平。

随着社会进步，人们人权意识的提升，许多可能会造成人员的伤亡的危险的工作鲜少有 人愿意从事。移动机器人的出现弥补了这一遗憾，其可代替人类完成许多危险工作。目前， 移动机器人在战争中的应用前景引起了许多国家的注意。移动机器人在战争中的应用，除去 减少人员伤亡（承担危险任务）外，由于移动机器人具有精准的机械系统，在复杂多变的战 争环境中，还可以在一定情况下自动屏蔽外界干扰，完成许多人类所不能完成的工作。

美、英、法、德等国也都相继制定了各自的军用地面移动机器人研制计划，美国依靠其 深厚的机器人技术基础和军事热情，在军用移动机器人研制方面一直处于主导地位，其研究 成果已被装备部队，投入前线战场使用[8]。

机器人的发展历史中，涌现了无数功能强大的机器人。在这些地面移动机器人中，目前 最为引人注目的要数一款名为“帕克博特”（PackBot）的机器人。本次所研究机器人的整体 结构也是仿照该机器人进行设计、搭建的。该系列的机器人由美国的 iRobot 公司制造。该公 司原为一家生产制造小型机器人的公司，由于敏锐的洞察到了小型移动机器人在军事方面应 用的商机，开发了“帕克博特”（PackBot）的机器人。这一系列机器人的研制、生产、应用 非常普及，使得该公司成为美国最为成功的军用机器人供应商之一。目前共有 2500 台左右该 型号的机器人活跃在美国三军中[9]。如图 1.1 所示为 PackBot 机器人的构件示意图。

这种小型的机器人被布置在战争频发地区，如在阿富汗。这些机器人辛勤的工作于危险 区域，常用于探测、寻找被恐怖分子小心藏匿起来的杀伤性武器。这种机器人的手臂可以抓 住并搬运物件，最善于探测牛或羊的尸体，那是反美武装隐藏炸药的地方[10]。

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图 1.1 Pack Bot 机器人构件示意图

此外，美军研发的“大狗”军用机器人也以优良的性能获得了广泛的关注。“大狗”机 器人，如其名字，该机器人的整体形状如同一只大型的猎犬，图 1.2 为其示意图。