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《智能机器人装配与编程》授课教案 项目一：认识智能机器人 工作任务 1.1智能机器人概述 授课班级 学时 2 教学目标 1、了解我们生产生活中常见的智能机器人。 2、了解智能机器人在生产生活中的作用和地位。 3、了解智能机器人的发展历史、应用领域和种类。 4、掌握智能机器人的基本结构、系统组成。 教学重点 智能机器人的基本结构、系统组成 教学难点 智能机器人的基本结构 教学手段 教师问题引导，学生讨论、练习 教学步骤 1、教师边讲解边示范。 2、学生听讲—实练—提问相结合。 3、教师提问检查—个别辅导—总结相结合。 教学环节 教学内容 教师 学生 课程引入 （15min） 1、提问学生，对本课程中的“智能机器人”这个词听说过吗？智能机器人可以做什么？ 2、通过身边的实例引入智能机器人。 教师提问和讲授 学生回答和听讲 课程讲述 （50min） 一、机器人的概念和分类1、机器人的定义： 我国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器”。 在研究和开发未知及不确定环境下作业的机器人的过程中，人们逐步认识到机器人技术的本质是感知、决策、行动和交互技术的结合。随着人们对机器人技术智能化本质认识的加深，机器人技术开始源源不断地向人类活动的各个领域渗透。结合这些领域的应用特点，人们发展了各式各样的具有感知、决策、行动和交互能力的特种机器人和各种智能机器人，如移动机器人、微机器人、水下机器人、医疗机器人、军用机器人、空中空间机器人、娱乐机器人等。对不同任务和特殊环境的适应性，也是机器人与一般自动化装备的重要区别。这些机器人从外观上已远远脱离了最初仿人型机器人和工业机器人所具有的形状，更加符合各种不同应用领域的特 教师教授 学生听讲 殊要求，其功能和智能程度也大大增强，从而为机器人技术开辟出更加广阔的发展空间。性，也是机器人与一般自动化装备的重要区别。这些机器人从外观上已远远脱离了最初仿人型机器人和工业机器人所具有的形状，更加符合各种不同应用领域的特殊要求，其功能和智能程度也大大增强，从而为机器人技术开辟出更加广阔的发展空间。 2、机器人的分类： 关于机器人如何分类，国际上没有制定统一的标准 ，有的按负载重量分，有的按控制方式分，有的按自由度分，有的按结构分，有的按应用领域分。一般的分类 方式见下表： 分类名称 简要解释 操作型机器人 能自动控制，可重复编程，多功能，有几个自由度 ，可固定或运动，用于相关自动化系统中。 程控型机器人 按预先要求的顺序及条件，依次控制机器人的机械动作。 示教再现型机器人 通过引导或其它方式，先教会机器人动作，输入工作程序，机器人则自动重复进行作业。 数控型机器人 不必使机器人动作，通过数值、语言等对机器人进行示教，机器人根据示教后的信息进行作业。 感觉控制型机器人 利用传感器获取的信息控制机器人的动作。 适应控制型机器人 机器人能适应环境的变化，控制其自身的行动。 学习控制型机器人 机器人能“体会”工作的经验，具有一定的学习功能，并将所“学”的经验用于工作中。 智能机器人 以人工智能决定其行动的机器人。 我国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人。所谓工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。而特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人，包括：服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。在特种机器人中，有些分支发展很快 ，有独立成体系的趋势，如服务机器人、水下机器人、 军用机器人、微操作机器人等。目前，国际上有些机器 人学者，从应用环境出发将机器人分为两类：制造环境下的工业机器人和非制造环境下的服务与仿人型机器人 ，这和我国的分类基本是一致的。 二、机器人的基本结构 机器人的结构（如图），通常由4大部分组成，即执行机构、驱动系统、控制系统和智能系统。 目前机器人的语言是一种“合成语言”，与人类的语言有很大区别。其语音尚没有节奏，没有抑、扬、顿、挫。 机器人的触觉传感器，多为微动开关、导电橡胶或触针等，利用它对触点接触与否所形成电信号的“通”与“断”，传送到控制系统，从而实现对机器人执行机构的命令。 当要求机器人不得接触某一对象而又要实施检测时 ，就需要机器人安装非接触式传感器，目前这类传感器有电磁涡流式、光学式和超声波式等类型。 当要求机器人的末端执行机构（如灵巧手）具有适度的力量，如握力、拧紧力或压力时，就需要有力学传感器。力学传感器种类较多，常用的是电阻应变式传感器。 机器人的分析-决策智能系统，主要是靠计算机专用或通用软件来完成，例如专家咨询系统。 三、机器