水利水电工程认识实习报告
机器人概论论文
摘要：机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或
生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。近二十年中，因为电脑技术、电子产品及生物遗传工程等技术的大踏步发展，“机械人”的研发热潮已从专业人士的实验室中走了出来，成为一种综合科研能力的开发活动。
关键词：机器人定义组成原理发展正文：
（一）机器人定义
机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。它可以说是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。目前在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途。
现在，国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。一般说来，人们都可以接受这种说法，即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。
（二）机器人的结构组成及工作原理
机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统等组成。执行机构即机器人本体，其臂部一般采用空间开链连杆机构，其中的运动副（转动副或移动副）常称为关节，关节个数通常即为机器人的自由度数。
检测装置的作用是实时检测机器人的运动及工作情况，根据需要反馈给控制系统，与设定信息进行比较后，对执行机构进行调整，以保证机器人的动作符合预定的要求。
控制系统有两种方式。一种是集中式控制，即机器人的全部控制由一台微型计算机完成。另一种是分散（级）式控制，即采用多台微机来分担机器人的控制。如当采用上、下两级微机共同完成机器人的控制时，主机常用于负责系统的管理、通讯、运动学和动力学计算，并向下级微机发送指令信息；作为下级从机，各关节分别对应一个CPU，进行插补运算和伺服控制处理，实现给定的运动，并向主机反馈信息。
（三）机器人的未来发展
机器人的研究从一开始就是拟人化的，所以才有机械手、机械臂的开发与制作，也是为了以机械来代替人去做人力所无法完成的劳作或探险。但近十几年来，机器人的开发不仅越来越优化，而且涵盖了许多领域，应用的范畴十分广阔。大而言之，用之于太空开发，月球车，深海探测器，海洋石油开采，航天飞机机械臂等，小至微型手术机械，生命监测仪等。军事上的用途更是日新月异，从拆弹器、清除地雷器到无人驾驶飞机、战车，有人甚至预测未来战争可能如星球大战一样，是机器人的战争。至于工业、农业、遗传生物产业、医学、文化产业、电讯业、能源开发，都将因机器人的大量登场而出现产业革命。英国电讯公司未来学部门研究员曾因准确预测手机短讯、垃圾电邮及网上搜寻引擎的出现而闻名，在最近公布的科技展望五十年的预测中，其中就有数条是关于机器人的。未来的机器人将会朝着三个方面发展：一、与人类社会的生活更为密切地结合起来，以为人作出更多的服务作为要素
二十年后，家中扫除、清洁的工作或老人的护理保健的工作可能全由机器人取代。美国旧金山的医院已开始使用机器人为病人送药、配药的服务。美国的阿伊机器人公司的总裁接受媒体采访时表示，该公司生产的家用大扫除机器人产品，201*年只有一百二十万美元销售额，到201*年已猛增10倍以上。还有，家居的全自动化，无需驾驶的自动汽车，等等，实在无法一一计数或作出预计。二、仿生性，生物性的大趋向
以趣味性、生物性来制造机器狗、猫、鱼等动物。譬如日本三菱重工附属公司RyomeiEngineering研制成功的金色机械鱼“金鱼虎”长1公尺，重25公斤，是一只不小的巨鱼，能自动畅游于水中，可协助监察桥梁的保安和搜集鱼汛的情况，监视河水污染等。索尼公司研制的Aibo机器狗会对主人声音有情绪反应，已能够模仿喜怒哀乐和恐惧等情绪，将来可出现代替真正导盲犬的机器狗。另外，电影《侏罗纪公园》的恐龙机器人等也是例子。这类仿生性机器人还被广泛用于军事上的侦察救险、情报传送，甚至杀敌于无形的手段上去。美国夏威夷大学设有水下机器人研究中心，已具相当规模。今年八月初俄罗斯迷你潜艇在海底为渔网所缠，困于190米下的深海，就得助于英国的“天蝎”号救援艇之助而脱险的，“天蝎”号就是海底机器人。三、最重要的发展是人性化日本举行的万国博览会，被称为机器人的大集合之展览会，有人甚至将之称作“机器人万国博览会”，从中亦可看出日本的这一产业优势及成果。在展场中，接待处、大会清扫工作、警备工作等，多以机器人的形式出现与取替。博览会期间还举办多项人与机器人有关的活动，其中最引人注目的还是人工智能及人性化的机器人的表演，譬如接待处的一位女性机器人能听、说六国语言，而且说话时眼、嘴皆会动，面部肌肉也有活动。造型奇特有趣的高尔夫球机器人“坎迪5”，它内置整个高尔夫球场的3D地形和球会会员的资料，并设置有全球卫星定位系统，能作360度自如旋转，它的系统将愈加精密，并更具人性化，科学家预计在2020年完成其全部制作时，它可充当球僮并可从旁给予击球建议。此外，尚有具“视觉”、“味蕾”的机器人，它的红外线测定可以对食物及饮品的成份、含量马上作出判定，譬如将一只苹果摆在其手臂前，可以打印出该只苹果的糖份、维生素含量等。最引人注目的是机器人管乐队的演奏，以机器人演奏真正的乐器，而且队形不断变换，演奏技术臻于上乘。东京大学于今年八月公布已开发出人的仿真性皮肤，可如人一样感受冷热、痛楚、温度反应，甚至一些人的皮肤未具有
的功能都可以设定，这对仿造机器人的生命性又是一大进步。凡此种种，不一而足。
在世纪之交，生物遗传工程因“克隆人”的出现而引致伦理、法律及道德问题的争议，“克隆人”能否问世仍然是一个未知数，但机器人的研发正在取而代之，以越接近人性化为追寻目标。因而还为之出现了新的名词，比如人工智能（ArtificialIntelligence，简称AI），并以下述二个英文名字用来指人类模样的机器人：androids和humanoids。西方的电影导演在谈到影视中出现的非常人性化的机器人时，更常常使用这些有明确倾向的专用词：A、变得人性化humanizeB、人性化的humanizedC、人道、仁慈humanity。
我国的机器人研发工作基本上属于科学研究的项目，据说，中国科学院目前已造出说话时嘴唇能够活动、眼睛能转动、具视觉功能的机器人，其水准可媲美日本同行其实，机器人的制作绝对并非只是液压机械与电子产品的混成物，要将机器人造得越来越有人性化，就要兼及生命医学、传感、光学及创造性的文化产业等方面，比如机器人的关节就需要研究中医的经络学、生物学上的神经刺激反应以及文化产品的某种造型特征（其中很重要的是民族特征的外表）等等。英国的科学家甚至预言，到2020年，随着机器人愈来愈精密和使用有机零件制造，它们将会受到“机器人权”的保护。
在美、日、德、法、韩等国，机器人产业的开发正在日受重视，一般采取所谓的“官产学”形式。“官”即政府的制定政策及倾斜支持，调整产业结构。据情报显示，日本政府正在调整全国的产业制造结构，名古屋中部地区的未来产业为新型汽车工业，以大阪为中心的关西地方将以机器人产业为主，东京地区以资讯情报化为中心，等等；“产”即产业界的自我分类的研究与开发，并将之变成产品，取得经济效益；“学”即学校设置专门的课程（学科），教材则与以往不同，非全盘为学校教授所写，有一些则由产业研究所编写教材，利用电脑技术介入，反过来向大学师生出售。而专门出售机器人制作的教科书、教材及装配零件、专门杂志等也已成行成市，许多公司改变既有行业，转而生产为此服务的产品。那么，这是否将导致一场工业革命？现在断言尚为时过早。但可以预计的是，未来20年，机器人产业将成为未来新产业的一个领先潮流，在现代化的高科技战争中，机器人将发挥越来越大的战斗作用，从而减少前线士兵的人命伤亡，并以奇技利器克敌制胜。
总结：世界上先进的工业化国家都十分注重机器人的研究开发、实用化及
事业化（产业化）的动向，投入大量的资金、人力，优化环境及指标，特别是重视培养年轻一辈对此一未来科学的兴趣，吸引他们的投入，以形成人材梯队，锻造出新的产业队伍。随着科学技术的飞速发展，未来的机器人将更加智能化。机器人技术综合了多学科的发展成果，代表了高技术的发展前沿，它在人类生活应用领域的不断扩大正引起国际上重新认识机器人技术的作用和影响。
参考文献：《机器人概论》李云江
《机器人概论》贾瑞昌
《机器人》周新伦、关绮玲
《机器人学入门》天津大学出版社《机器人的发展》萧展南
扩展阅读：水利水电工程专业认识实习报告
三峡大学
水利水电工程专业认识实习报告
学院：水利与环境学院专业：水利水电工程班级：201*1013学号：201*801015姓名：马义然
一、简介：
为了增加我们对水利水电工程专业的认识，我们学校（三峡大学）组织了水
利与环境学院201*级水利水电工程专业的6个班的学生进行为期两天的专业实地认识实习，而我很荣幸的作为其中的一员，进行了一次全方位的实地考察，了解了“水布垭-隔河岩-高坝洲”三级梯级工程的详细情况。我们先后去了巴东县、长阳县、宜都市三个地方，参观了水布垭水电站、隔河岩水电站、高坝洲水电站。这次实习让我对水利水电工程专业有了进一步的认识。
二、实习时间：
201*年11月23日~201*年11月24日
三、实习目的：
让学生对水利水电工程中典型水工建筑建立立体感性认识，了解水利水电工
程的基本组成，水工建筑物的特点和作用，以及水利工程规划、设计、建设和运行管理的基本知识，为以后的专业学习打下坚实的基础。
培养学生热爱水利事业，学习水利专业知识的志趣和积极性，锻炼学生的吃
苦能力，培养团队意识。通过实习，了解中国水利的发展进程，了解现代水利与周边环境的结合。
四、实习内容：
水布垭水电站
1．简介：
水布垭水电站是清江梯级水电开发的龙头工程，位于湖北省巴东县境内，
上距恩施市117km，下距隔河岩水电站92km，距高坝洲水电站142km水布垭水电站是以发电、防洪为主，兼顾航运及其他的水电工程。正常蓄水位高程400m，汛期限制水位高程397m，总库容45.8亿m3，有效库容24.8亿m3，是一座多年调节水库，并为长江中下游预留防洪库容7.68亿m3。电站总装机容量1600MW，保证出力310MW，多年平均发电量39.2亿kWh。电站建成后，与隔河岩同步调峰，并承担系统事故备用。据测算，201*年～201*年将承担华中电网调峰容量的7%～9%；同时，与下游水库联合调度，可根治清江中下游洪水灾害并有效提高长江荆江河段的防洪标准，遇长江1954年和1998年洪水，可推迟荆江分洪时间约19h，减少分洪量10多亿m3。水库形成后，干、支流深水航道长约200km，可促进地方航运和旅游事业的发展，同时为发展水产养殖业提供良好的条件。
2．主要建筑物：
水布垭混凝土面板堆石坝:坝顶高程409m，坝轴线长584m，最大坝高233m(老
师说水布垭坝高为目前此类坝型世界最高)，坝顶宽12m，防浪墙高5.2m，墙顶高程410.2m。大坝上游坡度为1∶1.4，下游平均坡度为1∶1.4，设有“之”字形马道，局部坡比溢洪道：位于左岸，由引水渠、控制段、泄槽、挑流鼻坎、护岸及防淘墙组成。引水渠底宽101m，底高程350m，轴线长895.98m。控制段设有5个14m×20m、堰顶高程380m的表孔和1个出口断面尺寸6m×9m、底板高程350m的深孔。溢流坝采用分区泄槽一级光面窄缝挑流鼻坎的消能型式。在我来到水布垭之前，我一直自我以为在坝的地端就可以泄洪，可其实完全不是我想象的那个样子。
电站：采用引水地下式（完全建在大山之中,超出了我的想象，就好像进入
了了防空洞），位于右岸，安装4台单机容量为400MW的水轮发电机组。主厂房位于高程330m，顶高程407m，平面尺寸141m×23m×68m。机组安装高程187.2m。
放空洞：布置于地下厂房的右侧。进口检修塔底高程250m，塔顶高程407m，平面尺寸9m×20m，内设2个孔口尺寸5m×9m的检修闸门和1个孔口尺寸6m×7m的工作闸门。3．工期及工程量：
施工总工期为9年半，发电工期为7年半，施工准备期3年，主体工程
施工期4年半，工程完建期2年。筹建期不计入总工期。水布垭其实还属于一座新建成的坝。
土石方开挖2516.5万m3，混凝土158.1万m3，钢筋6.42万t，固结灌浆26.2万m，帷幕灌浆39.2万m2，金属结构制作与安装10760t。
隔河岩水电站
1.简介：
隔河岩水电站坝址处两岸山顶高程在500m左右，枯水期河面宽110～120m，河谷下部50～60m岸坡陡立，河谷上部右陡左缓，为不对称峡谷。大坝基础为寒武系石龙洞灰岩，岩层走向与河流近乎正交，倾向上游，倾角25°～30°、岩层总厚142～175m；两岸坝肩上部为平善坝组灰岩、页岩互层。地震基本烈度为6度，设计烈度7度。坝址以上流域面积14430km2，多年平均流量403立方米/s，平均年径流量127亿立方米。实测最大洪峰流量18900立方米/s，最枯流量29立方米/s。多年平均含沙量为0.744kg/立方米，年输沙量1020万t。工程按千年一遇洪水22800立方米/s设计，相应库水位202.77m，按万年一遇洪水27800立方米/s校核，相应库水位204.59m，相应库容37.7亿立方米。正常蓄水位200m，相应库容34亿立方米。死水位160m，兴利库容22亿立方米。淹没耕地1138hm2，移民26086人。2.
主要建筑物：隔河岩水电站枢纽建筑物由河床混凝土重力拱坝、泄水建
筑物、右岸岸边式厂房、左岸垂直升船机组成。大坝坝顶高程206m，坝顶全长653.5m，坝型为"上重下拱"的重力拱坝，其封拱高程左岸为150m，河床为180m，右岸为160m，上游坝面采用铅直圆弧面，外半径为312m。下游坝坡：上部重力坝为1∶07；下部重力拱坝为1∶05，其间用铅直线联结。拱圈平面内弧采用三心圆，靠近拱冠部位采用定圆心大半径等厚圆拱，拱端部位采用变圆心小半径贴角加厚，坝坡随之渐变为1∶0.75。顶拱中心角80°。
3.溢流段位于坝的中部，溢流前缘长度为188m。共设7个表孔，4个深孔和2个放空兼导流底孔。
电站厂房位于右岸河滩阶地上，采用隧洞引水。有4台30万kW水轮发电机组。引水道总长4×599m，电站主厂房全长142m，基础宽38.6m。水轮机为混流式。
300t级垂直升船机位于左岸岸边，总升程122m分为2级，年通过能力为340万t。第一级与左岸重力坝相交叉，成为大坝挡水前缘的一部分，升程40m，可适合库水位变幅40m的要求。第二级位于左岸下游河滩，升程82m，衔接中间错船渠和下游河道。
4.重大工程技术问题：
(1)坝址河谷岸坡陡峻，坝基灰岩呈弧形带状分布，坝址距页岩太近，采用上重下拱，上部封拱高程不同的重力拱坝，适合坝址地形、地质特点，改善了坝体
内应力分布，与重力坝相比，可节省混凝土约70万立方米。
(2)厂房引水隧洞出口高边坡，施工期间最大坡高155～222m，永久坡高110～170m，上部为石灰岩，下部为软弱页岩，2种岩层之间还有软弱夹层，为了防止边坡失稳，采用分区、逐级下挖的施工方法，以及采用混凝土置换软弱夹层、系统锚杆结合喷混凝土、深层预应力锚索、排水系统等加固措施和加强监测的手段，使这一复杂问题得到了满意的解决。
(3)坝基岩溶及顺河断裂构造发育，防渗帷幕线长达1.5km，帷幕灌浆总进尺达22万m，最大孔深达130m，最大月灌浆进尺达1万～2万m且灌浆工艺复杂，这一问题的解决，为岩溶地区帷幕灌浆施工提供了新的经验。
高坝洲水电站
1．简介：高坝洲水电站是长江一级支流清江干流最下游一个梯级，位于湖北省枝城市
境内，上距隔河岩水电站50km，下距清江与长江汇合口12km。它是隔河岩水电站的反调节电站，具有发电、航运、养殖、旅游等综合效益。
高坝洲水电站地处鄂西山地与江汉平原的过渡地带，属低山丘陵区。库岸稳定性较好。库、坝区处于区域构造相对稳定地段，地震基本烈度为6度。水库不存在向邻谷渗漏和河间地段渗漏问题，封闭条件较好。
2．主要建筑物：
高坝洲水电站枢纽由重力坝、电站厂房和通航建筑物组成。大坝为混凝土重
力坝，最大坝高57m，坝顶高程83m，坝顶全长439．5m。
左岸布置河床式电站厂房，安装3台单机容量8．4万kW的轴流转桨式机组，
总装机25．2万kW。
深孔泄流坝在电站厂房右侧，有3个泄洪底孔，孔口尺寸9m×9．808m，底板高程45m。
表孔泄流坝在纵向围堰坝段右侧，有6个泄洪孔口，孔宽14m，堰顶高程62m。高坝洲水电站枢纽通航设施布置在右岸，为平衡重力式一级垂直升船机，通航吨级300t，提升高度40m。
3．重大工程技术问题：
1．电站厂房蜗壳采用预应力钢筋砼结构。由于蜗壳的作用水头约4654m，由于工期紧张钢蜗壳施工不能满足工期要求，因此采用预应力钢筋砼结构。2．消能型式的选择当0.1%校核洪水时，表、深孔分别为16600立方米/秒和5600立方米/，单宽流量分别为153立方米/秒和110立方米/秒，经水力条件及工程量比较，结合水工模型试验成果分析，表孔采用变半径的实体消力戽加Y型宽尾墩方案，深孔采用戽式消力池方案。
3．二期大坝由常态砼改为碾压砼施工，坝体上升速度加快，可由二期坝体挡水发电，省掉原设计中的上游碾压砼围堰挡水发电的碾压砼围堰，减少了投资。
环境影响
清江是长江出三峡后的第一条大支流，干流全长423km，总落差1430m。根据《清江流域规划报告》，对恩施以下干流实施“水布垭-隔河岩-高坝洲”三级梯级开发方案。长江水资源保护科学研究所在对工程影响区域内环境背景进行了反复调查的基础上，认真分析工程对各个环境因子的影响性质、大小和重要性，筛选受工程影响的重点环境因子和一般环境因子，编制了《水布垭水利枢纽环境影响评价工作大纲》，并开展了对水质、水温、陆生生态、水生生态、施工环境、移民环境影响等重点专题研究工作，按照报告重点分析了工程建设对水质、水温、陆生生物、水生生物的影响。1、水质
水利水电工程建设属非污染类生态环境影响。根据水库调度运行方式，汛期水库低水位运行，库区及坝下游河段的水文情势与天然情况较为类似，非汛期水库维持高水位运行，显著改变库区及下游河段的水流状态，污染物进入水库水体后的稀释扩散与建库前发生较大的变化。由于库区河段的主要污染物为有机污染物，建库后库区水流变缓，水深增加，有利于有机类污染物的降解转化，水库下泄水质总体优于建库前。2、水温
通过实测已建成运行的隔河岩水库，结合水温模型预测计算，水布垭水库的水温变化沿水库的纵向和横向的影响很小，在坝前，当水深大于100m时，垂向水温分布存在两个跃温层，在库尾，水温沿垂线无明显分层，水体水温呈均匀混合状态。3、陆生生物
水利枢纽建成蓄水后，将淹没部分地表植被以及陆生动物的栖息环境，对植被的影响主要是淹没导致水域面积扩大，植被覆盖降低，对分布于库区库周国家Ⅱ级重点保护动物中两栖类大鲵，哺乳类水獭，鸟类鸳鸯等产生一定的影响。对于大鲵、水獭等动物，它们将随环境条件的改变而迁移，影响较小，但栖息范围发生改变；对于鸟类，由于水库修建，水域面积的扩大，将会给鸟类生境带来更为有利的条件。4、水生生物
水库形成后库区水生生态将发生显著的变化，喜急流鱼类将有一定程度的减少，喜缓流鱼类在库区河段得以较大的发展，大坝阻隔对鱼类产生一定程度的不利影响，由于河道已有隔河岩水库的阻隔，总体上来说影响程度不大，适应能力较强的部分鱼类可找到新的生境，由于浮游植物、浮游动物和底栖动物等的种群数量都明显的增加，为多种鱼类提供了丰富的饵料资源，有利于发展库区渔业，水库建设为水库渔业发展提供机遇。五、实习总结：
通过两天的专业认识实习，我对水利水电专业有了充分的认识，认识到水利建设对国家的发展建设的重要性。我还了解到要建设水利工程，不但要利用水利的知识，还要充分考虑它对周边环境带来的影响，考虑到他给人们带来的附加值。例如这几天我们参观的水布垭，是利用了水坝来发展旅游业，不但利用水来发电产生经济效益，而且还带来了旅游业的经济效益，我相信这是未来中国水利的发展趋势。人生的路还很漫长，未来路上的坎坎坷坷谁都不能预测，但是我们却要牢记优胜劣汰这条亘古不变的原则，在这个处处充满挑战的社会我们只能让自己不断加强。确定好自己的人生目标，扎扎实实的工作，把自己融入社会，让自己适应社会的发展需求。这次认识实习的时间虽然不是很长，但我得到了很好的实践机会，相信这会为自己以后的学习和工作打下很好的基石。
参考资料：
长江水利委员会长江勘测规划设计研究院：中国葛洲坝集团公司：中国水势：-1/shutubaochi/201*01080034.htm电力资源网：
图片来源：马义然
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《水利水电工程认识实习报告》
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