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机器人技术基础 《机器人工程》（日）白井良明 （薄、精、新） 主要内容 第一章：机器人学引论 第二章：机械手的运动 第三章：机械手的控制 第四章：机器人的感觉 第五章：环境的识别 第六章：移动和机构的控制 第七章：机器人智能化 第一章机器人学引论 什么是机器人 机器人的种类 机器人学有什么用处 咋样学习机器人学 §1.1机器人发展史 科幻作品 20年 robot :捷克作家卡雷尔.查培克（Kapel Capek) 人造劳动者 60年代实用化的机器人，区别、工业机器人（操作手）； 70年代机器人的概念才被确认，出现了机器人学； 80年代工业机器人大量应用，出现了大量的移动机器人研究（步行机、月球车）； 90年代出现了智能机器人的概念，医用机器人出现在临床，移动机器人开始应用； 20世纪末出现了大量的智能机器人比赛和智能机器人模型、助残机器人； 可以预见的未来、机器人将走入我们的生活，成为我们生活中不可缺少的一部分。 什么是机器人 机器人是一个动态的概念，一般具有下列性质： 代替人进行工作：能像人一样使用工具和机械(机床和汽车不行） 有通用性：根据工况进行作业变换（玩具不能) 可以直接对外发生作用：不仅能像计算机一样进行计算，还能对外产生作用 §1.2机器人的种类 机器人的分类方法有许多，这里简单介绍三种 根据机器人可以代替人的不同器官可分为： 操作机器人：手 移动机器人：腿 视觉机器人：眼，等等 根据机器人的应用领域可分为 工业机器人：搬运、焊接、装配、喷漆、焊接、检测等 极限作业机器人：核电站、海底、宇宙空间等 娱乐机器人等：弹奏乐器、舞蹈、宠物等 福利机器人（助残机器人） 医疗机器人（手术机器人） 灾难救助机器 体育类机器人 具有军事用途的机器人：防爆、无人飞机、无人战车等 机器人的种类 根据机器人动作所基于的控制信息可分为： 操作机器人(遥控机器人) ：远距离遥控（太空、核电站、防暴) ;基于微观显微观察的机器人（纳米操作、细胞操作、手术机器人等） 程序机器人：按预定的程序进行工作（上、下料机器人） 机器人的种类 示教再现机器人：示教再现同盒式录放机一样，把轨迹、动作进行示教再现。 数值控制机器人：用计算机控制机器人的动作，轨迹规划是基于计算而非示教。 机器人的种类 智能机器人：不仅可以完成预定的工作，还可以根据工作的状况进行相应的动作。 通常情况下，机器人的信息控制方式都不是一种，混合控制的情况比较普遍。（火星探险车） §1.3 机器人学的用处 机器人的典型功能： 节省劳动力； 进行极限作业； 用于医疗、福利； 与人协调作业（助手)； 制作宠物 军事用途 机器人的基本机能： 对外界产生作用：相当于人的手和腿（执行器) 获取外界信息:相当于人的感觉器官(传感器） 规划作业：相当于人的大脑（控制器） 机器人学的用处 机器人学真正的用途（目的）可简述如下: 与机器人直接有关的用途 了解和掌握机器人的设计、制作、及应用的过程。 与机械的机器人化有关的用途 机器人的自动化、环境适应化激发了人们对机械机器人化的强大需求（自动生产线、自动小车、无人机、智能农业) 机器人学的用处 基础技术的用途 在机器人学中学到的一些技术可以广泛地应用于很多领域。如： 机器人中的力觉传感器用于柔性自动装配。 机器人学中的视觉研究可用于图像传输 机器人学中的作业规划可用于生产计划的自动设计。 §1.4 咋样学习机器人学 机器人学是一个工程学科而不是一个表象学科，因此除了学习基本理论方法之外，关键就是要实践，只有通过实践才能提高自己的能力。 实践过程中，应该不怕失败，好的设计只有通过多次失败才能得到，对一个要求答案不会是一个。 应善于把学到的知识应用于机械的机器人化方面的工作，提高整个装备制造业的水平和改善人们的生活水准。 机器人图片 安川机器人 Scalar机器人 国产机器人 玩具机器人图片 玩具机器人图片 玩具机器人 宇航和军用机器人 机器人士兵 勇气号火星机器人模型 智能机器人图片 中国研制的智能机器人 BHR-01仿人形机器人（2002年） 自由度 33 腿部 6 x 2 = 12 手臂 6 x 2 = 12 手 2 x 2 = 4 头 3 体重 75 公斤 身高： 1.6 米 生物及微机器人 参考教材 蒋新松，机器人学导论，辽宁科学技术出版社，1994。 张伯鹏，机器人工程基础，机械工业出版社，1989。 熊有伦，机器人学，机械工业出版社，1993 （日)王琪民译，机器人