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2020/10/2,1,机器人概论,刘相权 机电工程学院,2020/10/2,2,机器人概论,360云盘：18600023925 密 码：gyjqrgl,2020/10/2,3,机器人概论,第1章 绪论 第2章 机器人学的数学基础 第3章 机器人运动学 第4章 机器人动力学/轨迹规划 第5章 机器人系统控制/传感器技术 第6章 机器人编程+Matlab仿真 第7章 ABB软件仿真-1 第8章 ABB软件仿真-2,2020/10/2,4,绪论,1.1 机器人学的发展 1.2 机器人的特点、结构与分类 1.3 机器人学与人工智能 1.4 如何学好机器人技术,2020/10/2,5,Robotics 绪论,1.1机器人学的发展 1.1.1机器人的由来 1）东汉、张衡发明的指南车 2）1768-1774，瑞士钟表匠制作的木偶机器人 3）1920捷克剧作家Karel Capek首次提出Robota一词 4）1950美国科幻作家Assimov,提出机器人三守则 5）1954美国人设计了第一台电子可编程机器人 6）1962美国GM公司使用全球第一台机器人Unimate,2020/10/2,6,Robotics 绪论,1.1机器人学的发展 1.1.2机器人的定义 美国机器人协会（RIA）定义 日本机器人协会（JIRA）定义 中国机器人定义 国际标准化组织（ISO）定义 共同属性：1）象人或人的一部分，并模仿人的动作 2）具有智能或感觉与识别能力 3）是人制造的机器或机械电子装置,2020/10/2,7,Robotics 绪论,1.1机器人学的发展 1.1.3机器人学的进展 简单历史回顾 目前发展情况 1）机器人投资理论 2）日本成为机器人生产大国，美国为研究大国 3）机器人产业迅速发展 4）应用范围遍及各领域 5）机器人学兴起 6）机器人向智能化发展,2020/10/2,8,Robotics 绪论,1.2机器人的特点、结构与分类 1.2.1机器人的主要特点-通用性和适应性 通用性versatility-可执行不同功能和完成不同任务的能力 取决于其结构特点和承载能力 一般自由度越多，通用性越强 适应性adaptivity-主要指其对工作环境变化的适应能力 需具有（1）传感与测量环境变化的能力 （2）分析任务和执行操作规划的能力 （3）自动执行指令能力,2020/10/2,9,Robotics 绪论,1.2机器人的特点、结构与分类 1.2.2机器人系统的结构 机器人系统由机械部分、环境测量、任务规划、控制器等四部分组成，结构如图1.1。,2020/10/2,10,Robotics 绪论,1.2机器人的特点、结构与分类,2020/10/2,11,Robotics 绪论,1.2机器人的特点、结构与分类 1.2.3机器人的自由度 1）刚体的自由度 任何空间刚体具有6个自由度，即可任意运动。 2）机器人的自由度 机器人靠末端执行器工作，末端执行器具有6个自由度即可保证其灵活运动。3个位置、3个姿态自由度。图1.4,2020/10/2,12,Robotics 绪论,1.2机器人的特点、结构与分类 1.2.3机器人的自由度 3）自由度与机动性 一般自由度越多，机器人越灵巧。,2020/10/2,13,Robotics 绪论,1.2机器人的特点、结构与分类 1.2.4机器人的分类 按几何结构分:柱面坐标机器人、球面坐标机器人、关节球面 坐标机器人。 按机器人控制分：非伺服机器人、伺服机器人（点、轨迹） 按用途分：工业机器人、探索机器人、服务机器人、军事机器 人（地面、海洋、空中） 按机器智能分：一般机器人、智能机器人（传感机器人、交互 机器人、自主机器人） 按移动性分：固定机器人、移动机器人（轮式、履带、步行）,2020/10/2,14,Robotics 绪论,1.2机器人的特点、结构与分类 1.2.4机器人的分类,2020/10/2,15,Robotics 绪论,1.2机器人的特点、结构与分类 1.2.4机器人的分类,2020/10/2,16,Robotics 绪论,1.2机器人的特点、结构与分类 1.2.4机器人的分类,2020/10/2,17,Robotics 绪论,1.2机器人的特点、结构与分类 著名机器人,2020/10/2,18,Robotics 绪论,1.2机器人的特点、结构与分类 著名机器人,2020/10/2,19,Robotics 绪论,1.2机器人的特点、结构与分类 著名机器人,SCARA是日本人牧野洋教授在80年代发明的。主要是为了精密器件的组装和装配而设计开发的。 SelectiveComplianceAssemblyRobotArm，中文译名：选择顺应性装配机器手臂. 最适用于平面定位，垂直方向进行装配的作业。例如，快速将一件小物件从一条输送带移动到另一条输送带上并排列好。,2020/10/2,20,Robotics 绪论,1.2机器人的特点、结构与分类 著名机器人,日本早稻田大学做的假肢，结构上膝关节和踝关节，运动神经学，步行协调一致，反映了机器人发展的很高水平。,2020/10/2,21,Robotics 绪论,1.2机器人的特点、结构与分类 著名机器人,医疗机器人模型图片 激光刀切去病变或吸管吸取淤血,2020/10/2,22,Robotics 绪论,1.2机器人的特点、结构与分类 著名机器人,Mars Pathfinder,2020/10/2,23,Robotics 绪论,1.2机器人的特点、结构与分类 著名机器人,日本本田公司制作的仿人机器人，实现人的功能的机器人不一定是人形的。仿人智能步态行走机器人,2020/10/2,24,Robotics 绪论,1.3机器人学与人工智能 1.3.1机器人学与人工智能的关系 1. 传感信息处理 2. 机器人规划 3. 专家系统 4. 自然语言理解,2020/10/2,25,Robotics 绪论,1.3机器人学与人工智能 1.3.2机器人学的研究领域 1. 传感器与感知系统 2. 驱动、建模与控制 3. 自动规划与调度 4. 计算机系统 5. 应用研究 （球状、跳蚤、人形、猜拳、新松） 6. 微型机器人（微型、合奏、纳米） 7. 自动化(Robotics and Automation),2020/10/2,26,Robotics 绪论,1.3机器人学与人工智能 1.3.3智能机器人,2020/10/2,27,Robotics 绪论,1.3机器人学与人工智能 1.3.4人工智能的争论及其对机器人学的影响 人工智能的主要学派 符号主义，从逻辑形式推理实现智能；联接主义，从人脑的神经结构研究智能；行为主义，从人的外部行为习惯研究，使机器人具有类似人的行为习惯。互相有交叉。 2. 对人工智能技术路线的争论 专用路线，通用路线，硬件路线，软件路线。软件和通用有联系，专用和硬件有联系；,2020/10/2,28,Robotics 绪论,1.4如何学好机器人技术 1.4.1课程成绩的构成 考试：闭卷 总成绩：作业 10% + 出勤10% + 上机10% +期末考试 70% 考试内容：掌握部分70%；一般要求部分20%；了解部分10%,2020/10/2,29,Robotics 绪论,1.4如何学好机器人技术 1.4.2学好机器人技术的要点 课程的特点:内容丰富、覆盖面广、学科交叉明显 学习方法 1)仔细听讲,做好笔记; 2)认真阅读机器人及相关课程教材,弄懂重要内容; 3)独立思考,努力认真完成作业;,2020/10/2,30,
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