關于機器人的科技技術基礎論文

　　在個人成長的多個環(huán)節(jié)中，大家對論文都再熟悉不過了吧，論文是一種綜合性的文體，通過論文可直接看出一個人的綜合能力和專業(yè)基礎。那么，怎么去寫論文呢？下面是小編為大家收集的關于機器人的科技技術基礎論文，僅供參考，大家一起來看看吧。

關于機器人的科技技術基礎論文1

　　摘要：隨著科技的進步，智能機器人性能不斷地完善，移動機器人的應用范圍也越來越廣，廣泛應用于軍事、排險、農(nóng)業(yè)、救援、海洋開發(fā)等。介紹了常見智能移動機器人的基本系統(tǒng)組成及其相關的一些技術，提出一種能夠應用于智能移動機器人的越障機構，并簡單闡述了其工作原理。在對智能機器人有一定了解的基礎上，論述了智能移動機器人的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展動向。

　　關鍵詞：智能移動機器人越障避障伸展收縮

　　1引言

上世紀60年代智能機器人的出現(xiàn)開辟了智能生產(chǎn)自動化的新時代。在工業(yè)機器人問世50多年后的今天，機器人已被人們看作是不可缺少的一種生產(chǎn)工具。由于傳感器、控制、驅動及材料等領域的技術進步開辟了機器人應用的新領域。智能移動機器人是機器人學中的一個重要分支。

　　2智能移動機器人的基本系統(tǒng)組成及其相關技術

　　由于智能移動機器人在危險與惡劣環(huán)境以及民用等各方面具有廣闊的應用前景，使得世界各國非常關注它的發(fā)展。其共同的五大系統(tǒng)組成要素為：(1)機械機構單元是智能移動機器人的骨架，機器人所有的模塊都依靠其支撐，機械機構單元的結構，性能，強度直接影響著整個機器人的穩(wěn)定性。隨著科技發(fā)展和新型材料的研制開發(fā)，使得智能機器人產(chǎn)品的結構性能有了很大提高，機械機構的各項工藝性及尺寸設計都向著更加合理高效，更加輕便美觀，更加環(huán)保節(jié)能，更加安全可靠等方向發(fā)展。(2)動力與驅動單元為智能移動機器人提供動力來源。(3)環(huán)境感知單元相當于智能移動機器人的五官，機器人通過感知單元對周圍的環(huán)境進行感知識別及各種參數(shù)的收集，然后通過轉換成控制模塊可以識別的光電信號，輸入到控制單元進行數(shù)據(jù)處理。(4)執(zhí)行機構單元為智能移動機器人執(zhí)行部分，能根據(jù)控制中心的命令執(zhí)行命令，完成任務。不同的機器人有著不同的.執(zhí)行機構，執(zhí)行機構的設計影響著對要執(zhí)行動作的效率，精度，穩(wěn)定性，可靠性等。(5)信息處理與控制單元作為整個機械系統(tǒng)的核心部分，它如人的大腦一樣，調控著整個系統(tǒng)，一切的活動都由它指揮。將來自傳感器部分采集到的信息進行集中匯總，存儲，對所有信息分析，規(guī)劃決策，輸出命令。使機器人有目的的運行。

　　智能移動機器人是一個集環(huán)境感知、動態(tài)決策與規(guī)劃、行為控制與執(zhí)行等多種功能于一體的綜合機電系統(tǒng)。它是傳感器技術，控制技術，移動技術，信息處理、人工智能、電子工程、計算機工程等多學科的重要研究成果，從某種意義上講是機器發(fā)展進化過程中的產(chǎn)物，是目前科學技術發(fā)展最活躍的領域之一。

　　3一種越障機器人

　　我們設計的移動機器人(圖1)有很好的機動性能，前導輪、前輪和后輪可以實現(xiàn)獨立升降運動。前導輪(如圖1)由通過曲柄圓盤的轉動角度控制搖桿的擺動角度，帶動相關的平面連桿機構運動，從而實現(xiàn)前導向輪的伸展和收縮實現(xiàn)攀越。機器人兩側的側邊驅動機構為平面連桿-滑塊越障機構，前后輪(如圖1)分別通過導桿在槽中的移動，帶動平面連桿機構的運動，實現(xiàn)前后輪的伸展和收縮，實現(xiàn)越障功能。本機器人通過尺寸的設計可以實現(xiàn)較大的越障高度，通過合理的控制輪擺動的角度還能實現(xiàn)多種類型障礙物的攀越。

　　4智能移動機器人的應用概況

　　隨著科技的進步，機器人的功能不斷完善，智能移動機器人的應用范圍也大大拓寬，不僅在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、服務等行業(yè)中得到廣泛的應用，而且在排險、海洋開發(fā)和宇宙探測領域等有害與危險場合(如輻射、災區(qū)、有毒等)得到很好的應用。

　　4.1陸地智能移動機器人

　　20世紀60年代后期，蘇美為了完成對宇宙空間的占領，完成月球探測計劃，各自研制開發(fā)并應用了移動機器人，通過移動機器人實現(xiàn)對外星土壤的樣本采集和土壤分析等各種任務。陸地智能移動機器人的出現(xiàn)是為了幫助人類完成無法完成的任務。陸地移動機器人也廣泛應用于軍事，可以完成排除爆炸物，掃雷，偵查，清除障礙物等等，近年來智能移動機器人也開始漸漸融入人們的日常生活。

　　4.2水下智能移動機器人

　　近年來，人們對資源的渴求加大，開始對原子能和海洋資源的開發(fā)，加之水下環(huán)境十分復雜(能見度差，定位困難，流體變化等)，水下智能移動機器人在海底資源探測上的優(yōu)勢使之受到關注。近年德國基爾大學的科學家研制出新型深水機器人ROV Kiel 6000，這架深水機器人能夠下探到6000米深的海底，尋找神秘的深水生物和白色黃金可燃冰。

　　4.3仿生智能移動機器人

　　近年來,全球許多機器人研究機構越來越多的關注仿生學與機構的研究工作.在某些情況下仿生機器人尤其獨特優(yōu)勢，例如，蛇形機器人重心低，能夠模仿蛇的動作，穿梭在能夠穿梭在受災現(xiàn)場和其他復雜的地形中能夠幫助人類完成各種任務。除此之外還有仿生寵物狗、仿生魚、仿生昆蟲等。

　　5智能移動機器人的發(fā)展方向及前景

　　影響移動機器人發(fā)展的因素主要有：導航與定位技術，多傳感器信息的融合技術，多機器人協(xié)調與控制技術等因而移動機器人技術發(fā)展趨勢主要包括：

　　(1)高智能情感機器人。隨著科學技術的發(fā)展，人們對人機交互的技術的要求越來越高，具有人類智能的情感移動機器人是移動機器人未來發(fā)展趨勢。目前的移動機器人只能說是具有部分的智能，人們渴望能夠出現(xiàn)安全可靠的能夠溝通交流的高智能的機器人。雖然現(xiàn)在要實現(xiàn)高智能情感機器人還非常的困難，但是終有一天，隨著科學技術的突破，它將成為現(xiàn)實。

　　(2)高適應性多功能化的機器人。機器人的出現(xiàn)是為人類服務的，自然界中還有好多未知的世界等著我們開拓，各種危險的復雜多變的環(huán)境，人類無法涉足，因此人們也迫切希望有能夠代替人類的機器人出現(xiàn)，高適應性多功能化的機器人也必將是機器人的發(fā)展方向之一。

　　(3)通用服務型的機器人。隨著科學技術的發(fā)展，機器人也是應該越來越容易融入人們日常生活中的，在日常生活中為人們服務。例如在家庭中，機器人可以幫助人們做各種家務，和人們生活關系密切。

　　(4)特種智能移動機器人。根據(jù)不同應用領域，不同的目的，設計各種各樣特種智能移動機器人是未來發(fā)展方向，如納米機器人，宇宙探索機器人，深海探索機器人，娛樂機器人等等。

　　6結束語

　　總之，智能移動機器人涉及到傳感器技術，控制技術，移動技術，信息處理、人工智能、控制工程等多學科技術。未來智能移動機器人走向生活，安全可靠，操作簡單是其趨勢。盡管智能移動機器人以驚人的速度在發(fā)展著，但是實現(xiàn)高適應性，智能化，情感化，多功能化的移動機器人還有很長的路要走。

　　參考文獻：

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關于機器人的科技技術基礎論文2

　　摘要：機器人是人類完成智能化中非常重要的工具，隨著時代的發(fā)展，機器人已經(jīng)在世界有了一定的發(fā)展，甚至很多國家機器人已經(jīng)運用到實際的生活中去。而機器人的設計方法無疑是很多人非常感興趣的問題，因此本文針對機器人的設計方法進行了詳細的探索。

　　關鍵詞機器人;設計;方法

　　1.前言

　　縱觀人類的發(fā)展史，工具的進步才能帶動人類的文明，如今設計朝著智能化的方向在發(fā)展，機器人就是人類在發(fā)展智能化過程洪重要的產(chǎn)物，因此機器人常用的設計方法是設計師們必備的工具。

　　2.控制系統(tǒng)的硬件設計

　　在現(xiàn)代科學技術不斷發(fā)展的背景之下，工業(yè)現(xiàn)場所涉及到的重體力勞動量不斷提升。當中部分勞動任務的實現(xiàn)單單依靠人力是很難實現(xiàn)的。而為了良好的完成工業(yè)現(xiàn)場的相關生產(chǎn)作業(yè)任務。就需要通過對機器人裝置的研究與應用來實現(xiàn)機器人控制系統(tǒng)的硬件部分主要由5個模塊組成：控制模塊、循跡模塊、避障模塊、電機驅動模塊、電源模塊。

　　(1)控制系統(tǒng)模塊。ATmega128為基于AVR RISC結構的8位低功耗CMOS微處理器，運算速度快，具有多路PWM輸出，可將測速、避障等電路產(chǎn)生的輸入信號進行處理，并輸出控制信號給驅動放大電路，從而控制電機轉速，此方式產(chǎn)生的'PWM信號比用定時器中斷產(chǎn)生的PWM信號實時性更好，而且不會占用系統(tǒng)的定時器資源。

　　(2)循跡模塊。循跡是指小車在比賽場地上循白色引導線線行走，循跡模塊的原理圖如圖2所示。循跡模塊采用灰度傳感器，發(fā)射管為普通LED燈，接收管為光敏三極管3DU33。工作原理為：不同顏色的物體對LED發(fā)射光反射不同的亮度，光敏三極管3DU33接收這些不同亮度的光線，就會呈現(xiàn)不同的電壓Vx。Vx輸入到比較器LM339的同相端，并與電位器設定的電壓V0相比較，當VxV0時，比較器輸出高電平，當Vx循跡機器人前后兩端均是由7個灰度傳感器組成的循跡模塊。其中，中間三個灰度傳感器起巡線的作用，兩端的灰度傳感器起探測彎道作用，剩下兩個灰度傳感器交替進行巡線和探測彎道。實驗證明，這樣的灰度傳感器的布置圖，機器人循跡的效果好，且性價比非常高。

　　(3)避障模塊。避障模塊主要使用的是紅外發(fā)射接收傳感器，當紅外感應避障模塊靠近物體時，輸出低電平信號;當沒有感應到物體時，輸出高電平信號。將該信號線接入到單片機的控制端口，控制程序就能起到探測障礙物的作用，當在機器人行進的路徑上就可以發(fā)現(xiàn)有障礙物并及時避開繞行。

　　(4)驅動模塊。循跡避障機器人要求行走靈活、反應快速，因此要求驅動電機具有轉速快、制動及時等特點。我們設計制作的循跡避障機器人采用中鳴公司的JMP-BE-3508I驅動板模塊，其輸入電壓為11V到24V，最大輸出電流為20A，滿足快速前進、制動、轉彎的要求。并且電機速度達到500rpm，堵轉力矩為8KG.CM，具有很強的剎車功能。利用單片機的四路PWM輸出信號，分別控制四個輪子的轉速。并采用四輪驅動、差速轉彎的方式實現(xiàn)機器人的前進、后退與轉彎。

　　(5)電源模塊。循跡機器人的電源模塊主要實現(xiàn)以下三大功能：①穩(wěn)定輸出5V工作電壓。故我們設計制作的電源模塊以7805芯片為核心，把輸入電壓截止到5V。②提供足夠的電流。7805芯片最大輸出電流為1.5A，而循跡機器人需要較大電流，所以我們使用了兩片7805芯片分別對控制系統(tǒng)和外部設備進行供電。③濾波。在7805芯片的輸入、輸出端分別并聯(lián)104貼片電容和10F的電解電容，過濾高頻、低頻信號。

　　3.軟硬件模塊開發(fā)流程和界面程序

　　(1)圖像處理模塊：照相機實時捕捉圖像，處理轉化后和初始圖像進行處理比較，找出圖像中差異的位置通過TCP傳輸。

　　(2)TCP通信模塊：視覺系統(tǒng)通過以太網(wǎng)連接貝加萊控制器，控制器可以作客戶機或服務器實時傳輸數(shù)據(jù)，：定義結構體用于視覺系統(tǒng)傳輸位姿給機器人和機器人實時反饋位姿和信號狀態(tài)數(shù)據(jù)給視覺系統(tǒng)。

　　(3)位置轉換模塊：把視覺系統(tǒng)的位姿轉換為機器人的位姿傳輸給機器人，控制機器人運行。

　　(4)軌跡規(guī)劃模塊：進行運動軌跡規(guī)劃和速度規(guī)劃，根據(jù)機器人當前的位置和目標位置，選擇最優(yōu)的運動軌跡(直線、圓弧、不規(guī)則曲線等運動軌跡)，然后對軌跡、速度進行插補，插補值調用機器人運動學算法計算軌跡的可靠性，再把實時插補的位置、速度傳送給運動控制模塊。

　　(5)運動控制模塊：根據(jù)實時插補的值結合加速度、加加速度等控制參數(shù)給驅動器。

　　(6)伺服模塊：根據(jù)控制器所發(fā)送數(shù)據(jù)，結合各伺服控制參數(shù)，驅動電機以最快響應和速度運行到各個位置。

　　4.機器人精度標定和視覺軟件處理

　　4.1精度標定

　　精度的標定包括機器人精度標定和機器人相對于視覺照相機位置標定。機器人運動前，需要用激光跟蹤儀標定準確各軸桿長、零點、減速比、耦合比等機械參數(shù)，給運動學、控制器系統(tǒng)，機器人才能按理論軌跡運行準確。行到指定點。通過三點法、六點法標定機器人相對于視覺照相機的X、Y、Z方向距離給位置轉化模塊，確定機器人坐標系相對于照相機坐標系的轉化關系。

　　4.2視覺處理軟件

　　包括固定視覺系統(tǒng)標定模塊和移動視覺系統(tǒng)標定模塊。視覺系統(tǒng)安裝在固定位置相當于給機器人建立照相機一個用戶坐標系，此模塊用于運算機器人和固定視覺系統(tǒng)之間位姿轉換關系。視覺系統(tǒng)安裝在機器人末端法蘭位姿相當于給機器人建立照相機一個工具坐標系，隨著機器人運動而實時改變位置，此模塊用于運算機器人和動態(tài)視覺系統(tǒng)之間位姿轉換關系。實時處理傳輸機器人、視覺系統(tǒng)和以太網(wǎng)的運行通信狀態(tài)以及出錯狀態(tài)處理。

　　4.3人機界面設計及實現(xiàn)

　　當機器人出現(xiàn)故障，不能自動移動位置時，比如碰到硬件限位或出現(xiàn)碰撞現(xiàn)象時，此時可以進入手動頁面，選擇機器人操作，移動機器人到指定位置。對于新建碼垛工藝線，需要配置系統(tǒng)參數(shù)、位置信息、以及產(chǎn)品參數(shù)，等必要的信息。碼垛數(shù)據(jù)編輯與創(chuàng)建的功能，產(chǎn)品覆蓋了袋子、箱子，以及可變數(shù)量抓取的功能�？梢蕴砑赢a(chǎn)品數(shù)量，改變產(chǎn)品方向，單步數(shù)量修改，產(chǎn)品位置移動以及旋轉等設置。本頁面中，示例生成了每層五包的袋裝產(chǎn)品，編號從1到5，可以通過調整編號的順序，達到改變產(chǎn)品的實際碼垛順序。

　　5.結束語

　　總之，在進行機器人的設計過程中，要根據(jù)設計的用途進行針對性的設計，對于設計過程中出現(xiàn)的問題要及時的采用上述的思維方法進行解決，隨著機器智能化的推廣，無疑機器人的設計在未來會有更廣闊的天空。

　　參考文獻：

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關于機器人的科技技術基礎論文3

　　[摘要]機器人技術綜合了計算機、控制理論、機構學、信息和傳感技術、人工智能等多學科而形成的高新技術。本文通過介紹igm焊接機器人的工作原理，以及在實際工作中機器人的常見故障現(xiàn)象，對故障產(chǎn)生的原因進行分析，并提出了相應的維修方法。

　　[關鍵詞]igm焊接機器人工作原理故障處理

　　0前言

　　機器人技術是綜合了計算機、控制理論、機構學、信息和傳感技術、人工智能等多學科而形成的高新技術。這門新型技術的介入，對維修技術人員提出了更高要求。如何保證焊接機器人的可靠性、穩(wěn)定性，發(fā)揮機器人的最大優(yōu)勢，針對機器人的故障維修及設備維護保養(yǎng)工作就尤顯重要。

　　1 igm焊接機器人組成及工作原理

　　1.1 igm焊接機器人的組成

　　igm焊接機器人是從事焊接(包括切割與噴涂)的工業(yè)機器人，它加工精細、動作靈巧、焊接精度高、焊縫成形好。在機械行業(yè)中得到了廣泛的應用。

　　1.2 igm焊接機器人工作原理

　　igm焊接機器人內部軸控制原理：通過數(shù)字伺服板DSE-IBS處理當前位置的校準、位置驅動、速度驅動等信息，處理后的信息送饋到伺服驅動器，由伺服驅動器內部的脈寬調制器調制，然后放大輸出推動伺服電機。伺服電機運動的同時，編碼器同步運行，并把采集的位置角度信息反饋給RDW控制板，通過RDW板的增量計算、數(shù)據(jù)整定后的位置信息回饋給DSE-IBS板，做下一個周期的計算處理，此過程反復進行從而實現(xiàn)了實時位置的更迭過程。

　　2 igm焊接機器人故障診斷及分析

　　2.1焊接機器人故障類型

　　焊接機器人故障類型可分為軟件故障和硬件故障，由機器軟件造成的故障，如系統(tǒng)停機死機的現(xiàn)象;由機器硬件造成的故障，如驅動單元、電氣元件各模塊的故障。就故障現(xiàn)象可分為人為故障和自然故障、突發(fā)故障三大類。對于維修來說，自然故障和突發(fā)故障的排除就顯得困難，因為這種維修不僅僅針對故障單元本身，還要對系統(tǒng)進行改進，這就需要周密分析，對故障診斷進行優(yōu)化和改進，避免排除過的故障重復出現(xiàn)，使系統(tǒng)進一步穩(wěn)定可靠。

　　2.2 igm焊接機器人常見故障處理

　　2.2.1機器人開機后示教器無報警信息，但機械手無法正常引弧。首先檢查系統(tǒng)是否送絲送氣，發(fā)現(xiàn)送絲系統(tǒng)無法手動送絲，保護氣瓶有壓力，但是焊槍噴嘴處無保護氣。再檢查機械手焊接電纜、引弧板及送絲板，都沒有發(fā)現(xiàn)故障。這說明機械手的功能是正常的，可能是焊接回路不通暢�？梢酝ㄟ^測量焊接回路阻抗來判斷焊接回路是否正常。

　　回路阻抗的測試步驟：

　　i把連接工件的地線接好，保證地線夾與工件接觸部分干凈良好;

　　ii接通機器人電柜電源，將福尼斯焊機電源開關撥至I位置;

　　iii在焊機二級菜單內選擇r功能。

　　iv取下焊槍噴嘴，擰上導電嘴，將導電嘴貼緊工件表面。需要注意的是，測量過程中要確保導電嘴與工件接觸處的潔凈。測量進行時，送絲機和冷卻系統(tǒng)不啟動;

　　v輕按焊槍開關或點動送絲鍵。焊接回路阻抗值測算完成。測量過程中，右顯示屏顯示run;

　　vi焊接回路測算結束后顯示屏顯示測量值。測得的焊接回路阻抗是18 (正常值以20為佳)，說明焊接機器人的焊接回路的通暢的。再斷電、通電調試，焊接機器人能正常引弧，應該是回路測試過程中通過連接接地夾、拆卸噴嘴、導電嘴等將回路未正常接觸處接通了。

　　2.2.2 igm機器人在焊接過程中，引弧困難、焊接電流極不穩(wěn)定，且經(jīng)常斷弧，反復出現(xiàn)Arc fault電弧故障。

　　i檢查接地電纜，測量回路電阻值為9.7，正常值以20為佳。

　　ii檢查焊絲直徑(Ф1.2)與送絲輪的公稱直徑相匹配。

　　iii焊絲材料(G2Si)與焊接方式及焊接母材相匹配。

　　iv后觀察焊槍噴嘴處，存在大量粉塵的切粉，手動送出的焊絲不光滑平整，有小量彎曲及傷絲情況，說明送絲不暢。

　　v對送絲阻力進行檢測。將送絲鎖緊桿、壓緊桿打開，手盤焊絲盤將焊絲收回，發(fā)現(xiàn)阻力很大。多為送絲軟管堵塞或軟管與機械手夾角過大造成。

　　vi檢查送絲輪磨損情況，V型送絲槽不易過深過寬，以正好放置一根Ф1.2規(guī)格的焊絲為佳，間隙過大，將影響送絲的穩(wěn)定性，焊接電流的穩(wěn)定性。拆下送絲輪，發(fā)現(xiàn)送絲輪磨損嚴重，圓度誤差較大，送絲槽過深。送絲機構一旦出現(xiàn)失控，就會高速送絲，焊接電源得不到正常的信號反饋(送絲速度的反饋采用光電測速)，不能提供穩(wěn)定的電流、電壓，造成不能正常焊接。更換送絲輪、送絲軟管，并進行壓力調整，故障解除，焊接正常。

　　2.2.3 igm機器人回零參數(shù)自動丟失。igm機器人在下一次開機時，回零參數(shù)自動丟失，重新校零、輸入?yún)��?shù)，保存參數(shù)反復丟失。檢查示教電纜、接口、程序、軸卡、RDW板指示燈全部正常，檢查后備電池(緩沖電瓶，用于關機或意外掉電情況下，為系統(tǒng)提供短時間供電，進行信息的存儲)測量電壓值，一個為8.9V，一個為12 V，總電壓為21 V，正常值為24V，更換一組電池后一切正常，再未出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。

　　2.3突發(fā)故障的.分析及處理

　　該故障無可預見性，事發(fā)突然。實際工作中出現(xiàn)最多。多為受環(huán)境影響的系統(tǒng)故障，如焊接機器人控制部分電路板故障、穩(wěn)壓電源故障、通訊故障等，反映在機器人在工作時突然報警且無法消除報警。重新啟動又恢復正常，但不久又出現(xiàn)報警，這類故障造成整個系統(tǒng)不穩(wěn)定。

　　為了進一步判斷驅動器的好壞，縮小故障范圍，

　　對編碼器進行檢查，RCI系列的機器人各軸所使用的編碼器是絕對編碼器，它是一種電磁部件，可以傳遞旋轉角度的信息，由兩個固定繞組(sin繞組和cos繞組)及一個參考繞組組成，原理基本上同旋轉變壓器相似。將X12插頭拔下，分別測量11-12、13-5、14-4端子阻值，結果沒有一項有阻值，說明編碼器出現(xiàn)異常。

　　找到12軸伺服電機，檢查發(fā)現(xiàn)編碼器插頭鎖緊并帽已退出，插頭連接松動。將插頭重新安插，鎖緊到位，再次測量11-12端子阻值為94，13-5端子阻值為65，14-4端子阻值為65，9-10端子阻值為600，說明各繞組正常。上電后，驅動可正常打開，故障解除。

　　3結束語

　　維修工作是理論指導實踐，實踐促進理論的一個反復過程，理論實踐的有機結合才會使維修人員更加深入，更加準確的判斷處理各種故障。工作中維修人員必須具有獨立思考分析判斷的能力，操作中一定要注意觀察，不可盲目更改焊接機器人設定、跳線等狀態(tài)，要養(yǎng)成做工作記錄的好習慣，歸納總結各類故障現(xiàn)象以及處理過程，積累故障診斷和維修方面的經(jīng)驗，以提高維修水平。

　　參考文獻

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