科技造福民生

【摘要】解決民生問題成為政府制定科技政策的重要導(dǎo)向。發(fā)展“民生科技”是支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。科技發(fā)展對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步起到了巨大的促進(jìn)作用。科技改變著人們的生產(chǎn)和生活。本文從機(jī)械臂的應(yīng)用對(duì)民眾生活的影響出發(fā)，提出要將科技與民眾的需求聯(lián)系起來，讓科技實(shí)實(shí)在在地為民生造福。

【關(guān)鍵詞】民生科技；機(jī)械臂；刀削面機(jī)器人；采摘機(jī)器人

1.科學(xué)技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)

人類正處在向知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代大步邁進(jìn)的時(shí)代，科學(xué)技術(shù)成為推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的首要力量。近年來對(duì)人類生活影響巨大的科技成果主要有：互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字影像技術(shù)、衛(wèi)星技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)、即時(shí)通信技術(shù)等。當(dāng)代科技的發(fā)展中，特別值得引起注意的是其與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的關(guān)系日益緊密，即通常所說的科技走進(jìn)生活，惠及民生這一點(diǎn)。現(xiàn)代科技發(fā)展理念正在從“工業(yè)科技”走向“民生科技”。載人航天、月球探測(cè)、超導(dǎo)研究等高精尖技術(shù)是中國(guó)屹立于世界強(qiáng)國(guó)之林的標(biāo)志性項(xiàng)目，是科技“頂天”的一面；從“廟堂之高”走向“江湖之遠(yuǎn)”，直接造福于民，是科技“立地”的一面。解決民生問題作為政府制定科技政策的重要導(dǎo)向，已成為一種新的趨勢(shì)。

科技產(chǎn)品的使用的社會(huì)化成為現(xiàn)代社會(huì)生活的一道風(fēng)景線，民眾的衣食住行無不與科技密切相關(guān)，科技產(chǎn)品已經(jīng)逐漸運(yùn)用到社會(huì)生活的方方面面，成為現(xiàn)代日常生活不可缺少的重要組成部分。在本篇論文中，將從機(jī)器臂的應(yīng)用出發(fā)談科技對(duì)改善民生的重要作用。

2.機(jī)械臂在社會(huì)生產(chǎn)生活中的應(yīng)用

機(jī)械臂是目前在技術(shù)領(lǐng)域得到最廣泛應(yīng)用的自動(dòng)化機(jī)械裝置。在工業(yè)制造、醫(yī)學(xué)治療、軍事以及太空探索等領(lǐng)域都能見到它的身影。盡管它們各自有著不同的形態(tài)以及不同的特點(diǎn)并且發(fā)揮這各自不同的作用，但它們都有一個(gè)相同點(diǎn)，就是能夠接受指令，精確地定位到三維或者二維空間上的某一點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)。

隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，機(jī)械手得以廣泛應(yīng)用，它對(duì)穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。在我們的身邊有很多應(yīng)用機(jī)器臂改善我們生活的產(chǎn)品。比如最常見的當(dāng)屬果蔬采摘機(jī)器人。現(xiàn)在常用的主要有黃瓜采摘機(jī)、蘋果采摘機(jī)器人和茄子采摘機(jī)器人。這些機(jī)器人都是一類工作于非結(jié)構(gòu)環(huán)境中的復(fù)雜機(jī)電一體化產(chǎn)品。

果蔬采摘機(jī)器人是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化的一項(xiàng)重要技術(shù)，對(duì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展起著巨大的作用。隨著電子計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展、農(nóng)業(yè)高新科技的應(yīng)用和推廣，農(nóng)業(yè)機(jī)器人已逐步進(jìn)入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，并將促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)向著裝備機(jī)械化、生產(chǎn)智能化的方向發(fā)展。果蔬采摘是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中季節(jié)性強(qiáng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)要求高的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，研究和開發(fā)果蔬采摘的智能機(jī)器人技術(shù)對(duì)于解放勞動(dòng)力、提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本等方面都有著重要的意義。

目前的果蔬采摘機(jī)器人一般可分為移動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)械手、識(shí)別和定位系統(tǒng)和末端執(zhí)行器四大部分。而其中我們最容易觀察到的就是機(jī)械手。機(jī)械手又稱操作機(jī)，是指具有和人手臂相似的動(dòng)作功能，并使工作對(duì)象能在空間內(nèi)移動(dòng)的機(jī)械裝置，是機(jī)器人賴以完成工作任務(wù)的實(shí)體。在收獲機(jī)器人中，機(jī)械手的主要任務(wù)就是將末端執(zhí)行器移動(dòng)到可以采摘的目標(biāo)果實(shí)所處的位置，其工作空間要求機(jī)器人能夠達(dá)到任何一個(gè)目標(biāo)果實(shí)。機(jī)械手一般可分為直角坐標(biāo)、圓柱坐標(biāo)和多關(guān)節(jié)等多種類型。多關(guān)節(jié)機(jī)械手又稱為擬人機(jī)器人，相比其它結(jié)構(gòu)比較起來，要求更加靈活和方便。機(jī)械手的自由度是衡量機(jī)器人性能的重要指標(biāo)之一，它直接決定了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)靈活性和控制的復(fù)雜性。

2011年10月15日，第七屆南京農(nóng)業(yè)“嘉年華”在南京綠博園開幕，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)館內(nèi)展示的摘黃瓜機(jī)器人、施藥機(jī)器人吸引了大量民眾觀看。摘黃瓜機(jī)器人有一雙“眼睛”（機(jī)器視覺系統(tǒng)）和一支靈活的機(jī)械手臂，它不僅能在15秒內(nèi)完成黃瓜的采摘工作，還能自己辨別黃瓜的成熟度，只采摘那些個(gè)大飽滿的黃瓜。這種果蔬采摘機(jī)器人是中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的，據(jù)其研究員張春龍介紹，果蔬采摘機(jī)器人現(xiàn)在已經(jīng)在北京、新疆的農(nóng)業(yè)示范區(qū)得到了推廣應(yīng)用。

另外一個(gè)貼近我們生活的機(jī)械臂的應(yīng)用是山西省陽原縣崔潤(rùn)全先生發(fā)明的“刀削面機(jī)器人”。現(xiàn)在我市的部分面館可以吃到這種機(jī)器人削的面條。

刀削面機(jī)器人具有這樣兩個(gè)特點(diǎn)：一是用機(jī)械模擬人工削面過程。根據(jù)汽車雨刷器原理，這個(gè)機(jī)器人的右臂（削面手）由電機(jī)帶動(dòng)，通過曲軸連桿實(shí)現(xiàn)不斷往復(fù)的削面動(dòng)作；左臂（扶面手）則負(fù)責(zé)托住面團(tuán)，隨著右臂的削面動(dòng)作不斷左右擺動(dòng)，以便使整個(gè)面團(tuán)能夠被均勻地削下。二是它的刀片有兩個(gè)凹槽，且來回均可削出面條。人工削面的刀片只有一個(gè)凹槽，而崔潤(rùn)全自制的削刀有兩個(gè)凹槽，相當(dāng)于兩個(gè)師傅在同時(shí)削面。另外，這種鋒利且有一定弧度的刀片，來回都可削出面條，工作效率大大提高。

這個(gè)機(jī)器人右臂由電機(jī)帶動(dòng)，通過曲軸連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)循環(huán)往復(fù)的削面動(dòng)作；左臂（扶面手） 負(fù)責(zé)托住面團(tuán)，隨著削面動(dòng)作的不斷進(jìn)行，左臂可以配合右臂的削面動(dòng)作而左右擺動(dòng)，自動(dòng)完成整個(gè)削面過程。與目前市面上銷售的削面機(jī)相比較，崔潤(rùn)全的設(shè)計(jì)模擬了真人削面的姿勢(shì)和手法，削出的面條中厚邊薄、有棱有角、口感爽滑有勁。經(jīng)過測(cè)試，這種“刀削面機(jī)器人”的工作效率是人工的三倍以上，而且節(jié)能省電。

從以上兩個(gè)有關(guān)機(jī)械臂的例子給我們不少啟示。就采摘機(jī)器人來說，采摘機(jī)器人可以適應(yīng)不同形狀個(gè)體和狀況的作用對(duì)象。采摘機(jī)器人的末端執(zhí)行器具有柔順性和靈巧性，可以達(dá)到對(duì)果實(shí)無損傷。此外，果蔬采摘機(jī)器人的操作者是農(nóng)民，因此果蔬采摘機(jī)器人有高可靠性和操作簡(jiǎn)單、界面友好的特點(diǎn)。其應(yīng)用真正地貼近了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，實(shí)實(shí)在在地發(fā)揮了科技的作用，拉近了科技與我們之間的距離。

關(guān)于刀削面機(jī)器人的發(fā)明就更加證明了科技與人類生活緊密聯(lián)系的重要性，這樣一個(gè)發(fā)明，盡管簡(jiǎn)單，卻真正解決了刀削面制作時(shí)間長(zhǎng)，過程復(fù)雜，效率不高的問題，并且還有節(jié)能省電的長(zhǎng)處。同時(shí)，機(jī)器人外觀的設(shè)計(jì)更是引起大家的眼球，有助于帶動(dòng)大眾消費(fèi)。可以說這項(xiàng)機(jī)器臂的應(yīng)用真正地貼近了人們的生活，從人們的需要出發(fā)，我認(rèn)為這就是科技的重要意義所在。只有真正為人們考慮，為群眾解決問題的科技才是真正有用的科技。

科技改變著人們的生產(chǎn)和生活，對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步起到了巨大的促進(jìn)作用。總的來說，當(dāng)代世界科技發(fā)展呈現(xiàn)出全面推進(jìn)的態(tài)勢(shì)。科技的發(fā)展應(yīng)當(dāng)加大科技與人們生活的聯(lián)系，讓機(jī)械電子產(chǎn)品更多地應(yīng)用與民生領(lǐng)域，讓先進(jìn)的科技實(shí)實(shí)在在地造福人民、改善民生。

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