机器人学导论 课件 王伟 第1、2章-绪论、机器人运动学.pptx

专业选修课机器人技术基础（32学时）

第一章前言

课程的性质、目的和任务一二课程内容、基本要求及学时分配三考核方式及成绩评定四机器人发展简史3一、课程的性质、目的和任务

4一、课程的性质、目的和任务机器人技术基础涵盖机器人发展史、机器人机构、机器人运动学和动力学、轨迹规划与控制等入门知识。基础课程专业基础课程专业课程数学、材料力学、电学、控制、计算机专业课、毕业设计

一、课程的性质、目的和任务为学习机器人技术、以及掌握新的科学技术，打好理论基础和工程技术基础。学习目标1、了解机器人技术发展历程和现状；2、掌握机器人系统基本组成和常见结构/机构；3、掌握坐标变换、运动学和轨迹规划；4、了解工业机器人示教编程；5、了解机器人动力学知识；6、了解机器人控制基本方法。5

课程内容、基本要求及学时分配序号课程内容学时1机器人技术发展概论22机器人组成33机器人机构34机器人位姿的数学描述与坐标变换55串联机器人的运动学模型76工业机器人机器人轨迹规划37机器人的动力学及控制基础38并联机器人的运动学模型29轮式机器人简介210工业机器人示教编程（实验）2总共30学时（课堂授课）+2学时（实验）二、课程内容、基本要求及学时分配6

1、典型工业机器人演示认知实验（1学时）2、串联机器人正逆运动学演示实验（1学时）3、并联机器人运动学演示实验（1学时）4、机器人运动规划与动力学演示实验（1学时）7实验项目

三、考核方式及成绩评定考核方式：日常作业（30%）+实验成绩（10%）+期末考试（60%）8平时成绩（20%）+MATLAB仿真作业（10%）

《机器人学导论》，王伟、贠超，高等教育出版社，2023《机器人学导论》（第四版），贠超、王伟译?，机械工业出版社，2018JohnJ.Craig.IntroductiontoRobotics:MechanicsandControl(4thEdition).PersonEducation,2017.熊有伦,《机器人技术基础》，华中科技大学出版社，19969参考教材

4.1机器人的定义1920年捷克作家卡雷尔·卡佩克发表了科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》。在剧本中，卡佩克把捷克语“Robota”写成了“Robot”，“Robota”是奴隶的意思。四、机器人发展简史(绪论)KarelCapek10

四、机器人发展史概述(绪论)为了防止机器人伤害人类，科幻作家阿西莫夫1950年在《我是机器人》一书中提出了“机器人三原则”：机器人不应伤害人类；机器人应遵守人类的命令，与第一条相违背的命令除外；机器人应能保护自己，与第一条相抵触的命令除外。IsaacAsimov11

4.2机器人的历史西周时期，我国的能工巧匠偃师就研制出了能歌善舞的伶人，这是我国最早记载的机器人。后汉三国时期，蜀国丞相诸葛亮制作出了“木牛流马”，并用其运送军粮。1662年，日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶，并在大阪的道顿堀演出。1738年，法国天才技师杰克·戴·瓦克逊发明了一只机器鸭，它会嘎嘎叫，会游泳和喝水，还会进食和排泄。瓦克逊的本意是想把生物的功能加以机械化而进行医学上的分析。四、机器人发展史概述(绪论)机器鸭达芬奇设计出的初级机器人木鸢（yuan）伶人木牛流马12

发明第一台机器人的是享有“机器人之父”美誉的恩格尔伯格。??1958年他建立了Unimation公司，并于1959年研制出了世界上第一台工业机器人1983年，恩格尔伯格和他的同事们毅然将Unimation公司卖给了西屋公司，并创建了TRC公司，开始研制服务机器人，如“护士助手”机器人。第一个服务机器人产品-“护士助手”机器人第一台工业机器人13四、机器人发展史概述(绪论)

4.3机器人的发展（三个阶段）第一代是示教再现型机器人。这类机器人一般可以根据操作员所编的程序，完成一些简单的重复性操作。这一带机器人从20世纪60年代后半期开始投入使用，目前他在工业界得到了广泛应用；第二代是有感觉的机器人它是在第一代机器人的基础上发展起来的，具有不同程度的“感知”能力；第三代是具有智能的机器人。具有识别、推理、规划和学习等智能机制，它可以把感知和行动智能化结合起来。14四、机器人发展史概述(绪论)

机器人正成为全球高科技竞争的热点如：工业机器人领域已形成四大家族：ABB、KUKA、FANUC、YASKAWA《引领全球经济变革的颠覆性技术》报告中，将先进机器人列入12项技术之一，预计机器人产业每年将产生1.7至4.5万亿美元的经济效益麦肯锡全球研究所2013年达沃斯论坛2016年会主题“掌握第四次工业革命”，认为人工智能、机器人、3D打印、物联网等尖峰科技的汇集将造就一场新的工业革命。IFR：In202