机器人技术第一章精讲.ppt

机器人技术; Saeed B. Niku《Introduction to Robotics－Analysis, Systems, Applications》;本课程的教学要求;关于考试;本课程主要内容;第一章 机器人基础知识;机器人名称的由来 ( About “Robot” );机器人的发展历史 ( The Developing History of Robots );1954年 “可编程”“示教再现”机器人 美国人George C. Devol设计制作了世界上第一台机器人实验装置，并发表了题为《适用于重复作业的通用性工业机器人》的文章。;70年代 机器人技术发展成为专门学科 机器人产业得到蓬勃发展，机器人技术发展成为专门学科，称之为机器人学（Robotics）。;80年代 开始进入智能机器人研究阶段 80年代，不同结构、不同控制方法和不同用途的工业机器人在工业发达国家真正进入了实用化的普及阶段。 随着传感技术和智能技术的发展，开始进入智能机器人研究阶段。 机器人视觉、触觉、力觉、接近觉等项研究和应用，大大提高了机器人的适应能力，扩大了机器人的应用范围，促进了机器人的智能化进程。;经历了40多年的发展，机器人技术逐步形成了一门新的综合性学科 — 机器人学（Robotics）;第一章 概论;机器人学： 是人们设计和应用机器人的技术和知识； 是一门学科，而且是交叉学科； 得益于精密机械、电子与电气技术、计算机科学、控制理论以及人机工程学等多学科的发展。;机器人的定义及机器人学;机器人的定义及机器人学;机器人的定义及机器人学;机器人的定义及机器人学;机器人的定义及机器人学;机器人的分类;机器人的组成;机器人的结构 ( The Structure of Robot ) 简单地说，机器人主要由执行机构、驱动和传动装置、传感器和控制器四大部分构成（如图）。;关节－舵机原理;机器人的组成;机器人的组成;机器人的组成;机器人的组成;机器人的组成;机器人的组成;机器人的工作机理;机器人的自由度和关节;机器人的自由度;机器人的自由度和关节;日本三菱公司产MOVEMASTER-EX 五自由度机器人 ;▼ PUMA/560六自由度机器人结构 ;机器人坐标架构及参考坐标系;机器人参考坐标系;机器人编程模式和机器人语言;机器人性能指标;机器人工作空间;机器人的控制方式;“可编程控制”方式：工作人员事先根据机器人的工作任务和运动轨迹编制控制程序，然后将控制程序输入给机器人的控制器，起动控制程序，机器人就按照程序所规定的动作一步一步地去完成，如果任务变更，只要修改或重新编写控制程序，非常灵活方便。大多数工业机器人都是按照前两种方式工作的。 “遥控”方式：由人用有线或无线遥控器控制机器人在人难以到达或危险的场所完成某项任务。如防暴排险机器人、军用机器人、在有核辐射和化学污染环境工作的机器人等。 “自主控制”方式：是机器人控制中最高级、最复杂的控制方式，它要求机器人在复杂的非结构化环境中具有识别环境和自主决策能力，也就是要具有人的某些智能行为。;示教再现控制 ( Control ) ;顺序信息：各种动作单元（包括机械手和外围设备）按动作先后顺序的设定、检测等。 位置信息：作业之间各点的坐标值，包括手爪在该点上的姿态，通常总称为位姿（POSE）。 时间信息：各顺序动作所需时间，即机器人完成各个动作的速度。;点位控制－PTP（Point to Point）：只考虑起始点和目的点的位置，而不考虑两点之间的移动路径的控制方式，适用于上下料、点焊、搬运等； 连续路径控制－CP（Continuous Path）：不但要求机器人以一定的精度到达目标点，而且对其移动的轨迹形式有一定精度范围的要求。;机器人的应用（The Applications of Robots）;特种机器人 替代人在繁重、危险、恶劣环境下作业必不可少的工具，如消防（灭火）机器人、防暴机器人、盾构机器人等。 微型机器人 进入煤气、输油管道等狭窄场所进行工作，甚至进入人体的血管、肠胃。 微操作机器人 是机器人领域的一个重要研究方向，在国防、空间技术、生物医学工程、智能制造和微机电系统（MEMS）中有广泛的应用前景。 娱乐机器人 充当导游、做表演、甚至与人进行简单交流，如导游机器人、足球机器人、机器狗、机器猫、机器鱼等。 服务机器人 已经开始或在不久的将来进入人类家庭生活，如保健机器人，导盲机器人、垃圾清扫和擦玻璃机器人等。;操纵机器人 ( Operating Robots );主从式机器人与人协同动作;智能机器人 ( Intelligent Robots );家用机器人;汽车装配机器人;汽车装配机器人;一汽红旗轿车机器人焊接线;弧焊机器人;点焊机器人;1990年日本海洋科技中心 研制