《机器人技术基础》课程说明.ppt

机器人技术基础课程说明,任课老师：陶卫军（13675173023）,专业选修课系列,2,教学目标,课程性质：专业选修课（32学时左右）教学目标：掌握机器人基本原理与概念；掌握机器人机构学与运动学；了解机器人常用传感器与控制方法；了解国内外机器人研究动向与发展趋势；,3,参考教材,参考教材：机器人技术基础熊有伦，华中理工大学出版社，1996机器人学蔡自新，清华大学出版社，2000机器人技术及其应用谢存禧，机械工业出版社，2005机器人工程基础张伯鹏，机械工业出版社考核方式：开卷考试+小论文,4,课程内容(重点，难点),1概论1.1机器人的概念和发展历史1.1.1机器人的概念1.1.2机器人的发展历史1.2机器人分类1.2.1机器人分类1.2.2机器人的名词术语及图形符号1.3机器人的应用1.3.1机器人在现代工业生产中的应用1.3.2机器人在宇宙和海洋开发中的应用1.3.3机器人在军事上的应用1.3.4机器人在农牧业、建筑业、矿业及医疗福利事业中的应用1.3.5微型机器人的开发和应用1.4仿人形机器人的研究1.5机器人技术的新进展1.6我国机器人学的发展战略1.6.1我国机器人研究的现状和取得的成果1.6.2我国机器人应用和发展前景,5,课程内容(重点，难点),2机器人机构2.1概述2.1.1机器人机构类型2.1.2机器人机构运动形式和自由度2.1.3机器人工作空间2.2机身和臂部机构2.2.1机身和臂部的作用2.2.2机身和臂部设计的特点2.2.3机身和臂部的形式2.3手腕和末端执行器机构2.3.1手腕部机构特点和组合灵活度2.3.2手腕部结构形式2.3.3末端执行器2.4行走机构2.4.1车轮型移动机构的结构和运动2.4.2履带式移动机构2.4.3步行机器人机构2.5机器人的驱动和传动机构2.5.1机器人驱动机构的主要类型和特点2.5.2常用传动机构的类型和特点2.5.3谐波传动装置2.5.4RV摆线针轮传动装置,6,课程内容(重点，难点),3位姿描述和齐次变换3.1刚体位姿描述和坐标变换3.1.1位置的描述和坐标平移3.1.2姿态的描述和坐标旋转3.1.3位姿描述和坐标变换3.2齐次坐标和齐次变换3.2.1齐次坐标3.2.2齐次变换矩阵3.2.3齐次变换矩阵的物理解释3.3齐次变换矩阵的运算和变换方程3.3.1齐次变换矩阵的相乘3.3.2齐次变换矩阵求逆3.3.3变换方程,7,课程内容(重点，难点),4机器人运动学和动力学4.1建立机器人连杆坐标系4.1.1连杆参数和关节参数4.1.2连杆坐标系、齐次矩阵表示法4.2机器人运动学方程4.2.1运动学方程的建立4.2.2运动学方程反解4.2.3运动学反解的讨论4.3机器人的雅可比矩阵4.3.1微分运动和广义速度4.3.2雅可比矩阵的定义和构造法4.4机器人动力学4.4.1概述4.4.2动力学方程简介,8,课程内容(重点，难点),5机器人视觉和传感技术5.1机器人视觉5.1.1概述5.1.2机器人视觉系统的组成5.1.3视觉图象的处理5.2机器人传感器5.2.1内部传感器5.2.2外部传感器5.3机器人传感器的发展趋势5.4多传感器信息融合,9,课程内容(重点，难点),6机器人控制6.1概述6.1.1机器人控制系统的特点6.1.2机器人控制方式6.1.3机器人控制的基本单元6.1.3机器人示教编程方式6.2单关节机器人的控制6.2.1单关节的线性模型和控制6.2.2单关节稳态误差6.2.3摩擦力和重力补偿6.3多关节机器人的控制方法6.3.1传感器反馈控制6.3.2记忆修正控制6.3.3自适应控制6.4机器人的柔顺控制6.4.1柔顺运动的基本概念6.4.2主动阻抗控制6.4.3力和位置混合控制6.4.4柔顺运动的位移和力混合控制6.5机器人的分解运动控制6.5.1分解运动控制原理6.5.1分解运动速度控制6.5.1分解运动加速度控制6.5.1分解运动力控制,10,课程内容(重点，难点),7机器人语言和离线编程7.1概述7.2机器人编程语言的类型7.2.1动作级编程语言7.2.2对象级编程语言7.2.3任务级编程语言7.3机器人语言系统结构和基本功能7.3.1机器人语言系统结构7.3.2机器人编程语言的基本功能7.4常用的机器人编程语言7.4.1VAL语言7.4.2SIGLA语言7.4.3IML语言7.4.4AL语言7.5机器人的离线编程7.5.1机器人离线编程的特点和主要内容7.5.2机器人离线编程系统的结构8仿真技术与机器人应用工程8.1机器人CAD技术和仿真8.1.1机器人CAD技术8.1.2机器人CAD系统的实例8.2机器人应用工程,