機(jī)器人教學(xué)課件

機(jī)器人技術(shù)與控制Hi,I'mBaymax.RoboticsandCybernetics1機(jī)器人技術(shù)與控制Hi,I'mBaymax.Robotics什么是機(jī)器人1機(jī)器人發(fā)展?fàn)顩r2機(jī)器人基本原理3機(jī)器人分類4機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化5Contents目錄2什么是機(jī)器人1機(jī)器人發(fā)展?fàn)顩r2機(jī)器人基本原理3機(jī)器人分類4機(jī)機(jī)器人強(qiáng)勢專業(yè)高校6Contents目錄7人類與機(jī)器人的關(guān)系3機(jī)器人強(qiáng)勢專業(yè)高校6Contents目錄7人類與機(jī)器人的關(guān)系PARTONE1.什么是機(jī)器人？動(dòng)畫片里的變形金剛（Transformer),瓦力Baymax...？4PARTONE1.什么是機(jī)器人？動(dòng)畫片里的變形金剛（Tra

機(jī)器人（Robot）是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。既可以接受人類指揮，又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險(xiǎn)的工作。機(jī)器人的科學(xué)定義obot)5機(jī)器人（Robot）是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。機(jī)械手加工零件機(jī)器人充當(dāng)服務(wù)員6機(jī)械手加工零件機(jī)器人充當(dāng)服務(wù)員62機(jī)器人發(fā)展?fàn)顩r2.1機(jī)器人的漫長發(fā)展史72機(jī)器人發(fā)展?fàn)顩r2.1機(jī)器人的漫長發(fā)展史72.1機(jī)器人的漫長發(fā)展史

機(jī)器人的起源可以追溯至古代世界。根據(jù)記載，早在公元前3世紀(jì)，古希臘哲學(xué)家費(fèi)羅（PhiloofByzantium）就發(fā)明了以水作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的機(jī)械，即水車。為工業(yè)化文明和機(jī)械應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。1921年，捷克作家KarelCapek在其科幻小說《羅素姆的萬能勞工（UniversalRobot）》中，首次使用機(jī)器人這一詞匯，并被沿用至今。作者夢想著有這樣的情況，即生物過程可以創(chuàng)造出類人的機(jī)器，雖缺乏感情和靈魂，但能服從人類命令。robot，原為robo，意為奴隸，即人類的仆人。82.1機(jī)器人的漫長發(fā)展史機(jī)器人的起源可以追溯LOREMIPSUMDOLOR美國阿爾貢國家實(shí)驗(yàn)室遙控機(jī)械手的發(fā)展用于操作放射性材料40年代末MIT研制成功第一臺(tái)數(shù)控銑床（機(jī)械手+NC技術(shù)）第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)生1953推出第一臺(tái)示教再現(xiàn)式（Teaching-Playback)的PUMA機(jī)器人1959JosephEngelberger創(chuàng)造了世界上第一個(gè)制造機(jī)器人的公司-----Unimation19589LOREMIPSUMDOLOR美國阿爾貢國家實(shí)驗(yàn)室遙控機(jī)LOREMIPSUMDOLORUnimation公司生產(chǎn)出第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人-----Unimate62年在GM公司應(yīng)用1961豐田和川崎重工引進(jìn)Unimate和Versatran機(jī)器人1967日本機(jī)器人在世界占主要地位，占世界總產(chǎn)量50%以上80年代機(jī)器人學(xué)列入教學(xué)計(jì)劃198310LOREMIPSUMDOLORUnimation公司生產(chǎn)目前，驅(qū)動(dòng)整個(gè)工業(yè)機(jī)器人的最大動(dòng)力在汽車業(yè)，其也是最早應(yīng)用這一技術(shù)的行業(yè);去年，其占據(jù)了前文提及的23萬臺(tái)總銷量的10萬臺(tái)。緊隨其后的，則是電子行業(yè)及金屬、橡膠、食品、制藥、化妝品等。2014年全球工業(yè)機(jī)器人總銷量為23萬臺(tái)LOREMIPSUMDOLOR11目前，驅(qū)動(dòng)整個(gè)工業(yè)機(jī)器人的最大動(dòng)力在汽車業(yè)，其也是最早應(yīng)用這機(jī)器人發(fā)展?fàn)顩r

2.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀212機(jī)器人發(fā)展?fàn)顩r

2.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀212機(jī)器人行業(yè)分布金屬電子化妝品制藥食品橡膠工業(yè)＞50%LoremipsumdolorsitametLoremipsumdolorsitametLoremipsumdolorsitametLoremipsumdolorsitametLoremipsumdolorsitametLoremipsumdolorsitamet13機(jī)器人行業(yè)分布金屬電子化妝品制藥食品橡膠工業(yè)＞50%Lore歐洲美洲亞洲按區(qū)域劃分，亞洲是現(xiàn)在工業(yè)機(jī)器人使用量最大的地區(qū)，占據(jù)全球份額的50%;接下來是包括北美及南美的美洲及歐洲。按區(qū)域劃分全球份額＞50%14歐洲美洲亞洲按區(qū)域劃分，亞洲是現(xiàn)在工業(yè)機(jī)器人使用量最大的地區(qū)56%25%15%Part_1Part_2Part_3請?jiān)诖溯斎肽臉?biāo)題新增工業(yè)機(jī)器人份額劃分中國日本美國1556%25%15%Part_1Part_2Part_3請?jiān)诖隧n國以478臺(tái)/萬人的數(shù)據(jù)位居榜首，日本和德國緊隨其后，而中國目前的機(jī)器人使用密度還低于國際平均水平。機(jī)器人使用密度16機(jī)器人使用密度16瑞典：ABBRobotics日本：FANUC、Yaskawa德國：KUKARoboter美國：AdeptTechnology、AmericanRobot、EmersonIndustrialAutomation、S-TRobotics，

在國外，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)日趨成熟，已經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備被工業(yè)界廣泛應(yīng)用。從而，相繼形成了一批具有影響力的、著名的工業(yè)機(jī)器人公司17瑞典：ABBRobotics日本：FANUC國外機(jī)器人產(chǎn)業(yè)概況產(chǎn)業(yè)前景預(yù)測

這些公司已經(jīng)成為其所在地區(qū)的支柱性產(chǎn)業(yè)。國外專家預(yù)測，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)是繼汽車、計(jì)算機(jī)之后出現(xiàn)的一種新的大型高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。據(jù)聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)(UNECE)和國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)(IFR)的統(tǒng)計(jì)，世界機(jī)器人市場前景看好，從20世紀(jì)下半葉起，世界機(jī)器人產(chǎn)業(yè)一直保持著穩(wěn)步增長的良好勢頭行業(yè)普及

在發(fā)達(dá)國家中，工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線成套設(shè)備已成為自動(dòng)化裝備的主流。國外汽車行業(yè)、電子電器行業(yè)、工程機(jī)械等行業(yè)已經(jīng)大量使用工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線，以保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)避免了大量的工傷事故。18國外機(jī)器人產(chǎn)業(yè)概況產(chǎn)業(yè)前景預(yù)測這些公司已經(jīng)成為其國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀中國每年工業(yè)機(jī)器人的裝機(jī)量約占全球的1/8自2009年以來，中國機(jī)器人市場持續(xù)快速增長，工業(yè)機(jī)器人年均增長速度超過40%

在降低制造成本，解決用工嚴(yán)重不足等口號(hào)的呼喊下，近年來機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在全世界范圍內(nèi)興起。中國作為世界工廠，面臨的形式更是尤為的嚴(yán)重。19國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀中國每年工業(yè)機(jī)器自2009年以來，中國請?jiān)诖溯斎肽臉?biāo)題以教育、清掃等為代表的服務(wù)機(jī)器人在國內(nèi)也在逐步進(jìn)入市場。隨著我國門戶的逐漸開放，國內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將面對越來越大的競爭與沖擊，因此，掌握國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場的實(shí)際情況，把握我國工業(yè)機(jī)器人研究的相關(guān)進(jìn)展，顯得十分重要。20請?jiān)诖溯斎肽臉?biāo)題以教育、清掃等為代表的服務(wù)機(jī)器203機(jī)器人基本原理LOREMIPSUMDOLOR213機(jī)器人基本原理LOREMIPSUMDOLOR21相似之處（結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)、負(fù)載、控制器）具有許多連桿，這些連桿通過關(guān)節(jié)依次連接；這些關(guān)節(jié)由驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)（電機(jī)）；操作機(jī)的“手”都能在空中運(yùn)動(dòng)，達(dá)到工作空間的任何位置，并承載一定的負(fù)荷；都用一個(gè)中央控制器控制驅(qū)動(dòng)器。3.1機(jī)器人操作手與起重機(jī)進(jìn)行比較:不同之處（控制源、名稱）起重機(jī)是由人來控制驅(qū)動(dòng)器機(jī)器人操作手是由計(jì)算機(jī)編程控制。動(dòng)作受計(jì)算機(jī)監(jiān)控的控制器所控制，該控制器本身也運(yùn)行某種類型程序。程序改變，機(jī)器人動(dòng)作就會(huì)相應(yīng)改變。一個(gè)稱為機(jī)器人，一個(gè)稱為操作機(jī)。22相似之處（結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)、負(fù)載、控制器）3.1機(jī)器人操作手與起重3.2機(jī)器人的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)及分類

一、機(jī)器人的主要特點(diǎn)（通用性、適應(yīng)性）機(jī)器人的特點(diǎn)包括如下兩方面內(nèi)容：

1．通用性 機(jī)器人的通用性取決于它的幾何特性和機(jī)械能力。即指執(zhí)行不同功能完成同一任務(wù)的能力和完成多樣不同簡單任務(wù)的能力?；蛘哒f在機(jī)械結(jié)構(gòu)上允許機(jī)器人執(zhí)行不同的任務(wù)或以不同的方式完成同一任務(wù)。決定通用性有兩方面因素：一個(gè)是機(jī)器人自由度；另一個(gè)是末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)和操作能力。233.2機(jī)器人的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)及分類一、機(jī)器人的主要特點(diǎn)（通用2．適應(yīng)性機(jī)器人的適應(yīng)性是指其對環(huán)境的自適應(yīng)能力，即要求所設(shè)計(jì)的機(jī)器人能夠自我執(zhí)行并適應(yīng)未經(jīng)完全指定的任務(wù)，而不管任務(wù)執(zhí)行過程中是否發(fā)生了所沒有預(yù)計(jì)到的環(huán)境變化。這一能力要求機(jī)器人具有人工知覺，即能感知周圍環(huán)境。在這個(gè)層次上，機(jī)器人運(yùn)用它的下述能力：

(1)使用傳感器感測環(huán)境的能力；

(2)分析任務(wù)空間和執(zhí)行操作規(guī)劃的能力；

(3)自動(dòng)指令模式的能力。242．適應(yīng)性機(jī)器人的適應(yīng)性是指其對環(huán)境的自適應(yīng)能力，即要求所設(shè)根據(jù)具體作業(yè)對象不同，機(jī)器人適應(yīng)性主要考慮三種適應(yīng)性：(1)點(diǎn)適應(yīng)性：即如何找到點(diǎn)的位置。

(2)曲線適應(yīng)性：即如何利用傳感器得到的信息(或特殊結(jié)構(gòu)、材料等)沿曲面工作。

(3)速度適應(yīng)性：選擇最佳運(yùn)動(dòng)速度。（與倒立擺類似的兩輪機(jī)器人）25根據(jù)具體作業(yè)對象不同，機(jī)器人適應(yīng)性主要考慮三種適應(yīng)性：(1)二、機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組成四大組成部分?執(zhí)行機(jī)構(gòu)?驅(qū)動(dòng)單元?控制系統(tǒng)?智能系統(tǒng)26二、機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組成四大組成部分26

執(zhí)行機(jī)構(gòu)

執(zhí)行機(jī)構(gòu)是機(jī)器人完成工作任務(wù)的機(jī)械實(shí)體一般為“機(jī)械手臂+末端操作器”

機(jī)械手臂manipulator：一般為由桿件機(jī)構(gòu)和關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)組成的空間開鏈機(jī)構(gòu)常常進(jìn)一步細(xì)分為機(jī)座腰部臂部肩和肘腕部

末端操作器end-effector

：按作業(yè)用途定（是機(jī)器人完成特定作業(yè)的關(guān)鍵裝置27執(zhí)行機(jī)構(gòu)

執(zhí)行機(jī)構(gòu)是機(jī)器人完成工作任務(wù)的機(jī)械實(shí)體一般為“

驅(qū)動(dòng)單元

包括驅(qū)動(dòng)器、運(yùn)動(dòng)件和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器：電機(jī)（步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)、DD電機(jī)）、氣缸、液壓缸、新型驅(qū)動(dòng)器。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：諧波傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、繩傳動(dòng)、各種齒輪傳動(dòng)及液力傳動(dòng)。運(yùn)動(dòng)件：機(jī)器人本體上的各運(yùn)動(dòng)體。28驅(qū)動(dòng)單元包括驅(qū)動(dòng)器、運(yùn)動(dòng)件和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)28

控制系統(tǒng)

一般由控制計(jì)算機(jī)、驅(qū)動(dòng)裝置和伺服控制器（servocontroller）組成

控制計(jì)算機(jī)：根據(jù)作業(yè)要求接受編程發(fā)出指令控制協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)并根據(jù)環(huán)境信息協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)

伺服控制器：控制各關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)器使其按一定的速度加速度和軌跡要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)29控制系統(tǒng)

一般由控制計(jì)算機(jī)、驅(qū)動(dòng)裝置和伺服控制器（se

智能系統(tǒng)

正在發(fā)展中智能機(jī)器人除運(yùn)動(dòng)機(jī)能外還有如下三種機(jī)能

感知機(jī)能：獲取外部環(huán)境信息以便進(jìn)行自我行動(dòng)決策和監(jiān)視的機(jī)能，視覺傳感器是當(dāng)前發(fā)展的重點(diǎn)

思維機(jī)能：求解問題的認(rèn)識(shí)推理和判斷機(jī)能——人工智能

人—機(jī)通信機(jī)能：理解指示命令輸出內(nèi)部狀態(tài)與人進(jìn)行信息交換的機(jī)能30智能系統(tǒng)正在發(fā)展中智能機(jī)器人除運(yùn)動(dòng)機(jī)能外還有如下三種機(jī)三、機(jī)器人的分類

按機(jī)器人結(jié)構(gòu)形式分類一般工業(yè)機(jī)器人為6個(gè)自由度前三個(gè)稱為手臂機(jī)構(gòu)后三個(gè)稱為手腕機(jī)構(gòu)。根據(jù)手臂機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)付不同形式的組合得到不同的機(jī)器人機(jī)構(gòu)形式。31三、機(jī)器人的分類按機(jī)器人結(jié)構(gòu)形式分類31(1)直角坐標(biāo)式(Cartesian)符號(hào)表示PPP因末端操作工具的不同，直角坐標(biāo)機(jī)器人可以非常方便的用作各種自動(dòng)化設(shè)備，完成如焊接、搬運(yùn)、上下料、包裝、碼垛、拆垛、檢測、探傷、分類、裝配、貼標(biāo)、噴碼、打碼、（軟仿型）噴涂、目標(biāo)跟隨、排爆等一系列工作。特別適用于多品種，便批量的柔性化作業(yè)，對于穩(wěn)定，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代有著十分重要的作用。32(1)直角坐標(biāo)式(Cartesian)符號(hào)表示PPP因末(2)圓柱坐標(biāo)式(Cylindrical)符號(hào)表示RPP

請?jiān)诖溯斎肽奈谋?。請?jiān)诖溯斎肽奈谋?。請?jiān)诖溯斎肽奈谋?。請?jiān)诖溯斎肽奈谋?。請?jiān)诖溯斎肽奈谋尽?3(2)圓柱坐標(biāo)式(Cylindrical)符號(hào)表示RPP球坐標(biāo)機(jī)器人具有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)和一個(gè)移動(dòng)關(guān)節(jié)，構(gòu)成球缺形狀的工作范圍。面關(guān)節(jié)機(jī)器人（SCARA）是一種裝配機(jī)器人，它只有平行的肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)軸線共面，在垂直平面沒有很好的剛度，在水平面內(nèi)有較好的柔順性。(3)球坐標(biāo)式(Spherical)符號(hào)表示RRP

34球坐標(biāo)機(jī)器人具有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)和一個(gè)移動(dòng)關(guān)節(jié)，構(gòu)成球缺形狀的工(4)多關(guān)節(jié)式(Jointed)符號(hào)表示RRR

工業(yè)多關(guān)節(jié)機(jī)器人用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。機(jī)械手是最早出現(xiàn)的工業(yè)機(jī)器人，也是最早出現(xiàn)的現(xiàn)代機(jī)器人。它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。35(4)多關(guān)節(jié)式(Jointed)符號(hào)表示RRR工業(yè)多關(guān)SCARA機(jī)器人有3個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其軸線相互平行，在平面內(nèi)進(jìn)行定位和定向。另一個(gè)關(guān)節(jié)是移動(dòng)關(guān)節(jié)，用于完成末端件在垂直于平面的運(yùn)動(dòng)。手腕參考點(diǎn)的位置是由兩旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的角位移φ1和φ2，及移動(dòng)關(guān)節(jié)的位移z決定的，即p=f(φ1,φ2,z)，如圖所示。這類機(jī)器人的結(jié)構(gòu)輕便、響應(yīng)快，例如Adept1型SCARA機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度可達(dá)10m/s，比一般關(guān)節(jié)式機(jī)器人快數(shù)倍。它最適用于平面定位，垂直方向進(jìn)行裝配的作業(yè)。(5)SCARA(SelectiveComplianceAssemblyRobotArm)關(guān)節(jié)軸線全平行由日本山梨大學(xué)牧野洋教授首先提出

36SCARA機(jī)器人有3個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其軸線相互平行，在平面內(nèi)進(jìn)行4機(jī)器人分類LOREMIPSUMDOLOR374機(jī)器人分類LOREMIPSUMDOLOR37工業(yè)機(jī)器人服務(wù)機(jī)器人集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動(dòng)化裝備。機(jī)器人家族中的一個(gè)年輕成員，按專業(yè)領(lǐng)域服務(wù)分類國際上通常將機(jī)器人分為工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人兩大類。38工業(yè)機(jī)器人服務(wù)機(jī)器人集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工機(jī)器人的分類請?jiān)诖溯斎肽奈谋?。請?jiān)诖溯斎肽奈谋尽Ｕ堅(jiān)诖溯斎肽奈谋尽Ｕ堅(jiān)诖溯斎肽奈谋?。請?jiān)诖溯斎肽奈谋尽?9機(jī)器人的分類請?jiān)诖溯斎肽奈谋?。請?jiān)诖溯斎肽奈谋尽Ｕ堅(jiān)诖溯?機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化LOREMIPSUMDOLOR405機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化LOREMIPSUMDOLOR4001024.1國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)哈爾濱工業(yè)大學(xué)和哈爾濱風(fēng)華機(jī)器廠等單位研制的華宇Ⅰ型弧焊機(jī)器人華宇Ⅱ型點(diǎn)焊機(jī)器人2012年，四種新型工業(yè)機(jī)器人在中國哈爾濱研制成功。4101024.1國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)哈爾濱工業(yè)大學(xué)和哈爾濱風(fēng)華華宇Ⅱ0304請?jiān)诖溯斎肽臉?biāo)題

哈爾濱工業(yè)大學(xué)與航天部811廠等單位聯(lián)合研制的東方1號(hào)噴漆機(jī)器人

國營星光機(jī)器廠研制的星光Ⅰ型直角坐標(biāo)點(diǎn)焊機(jī)器人420304請?jiān)诖溯斎肽臉?biāo)題哈爾濱工業(yè)大學(xué)與航天哈工大機(jī)器人集團(tuán)教育機(jī)器人——阿凡達(dá)樂隊(duì)機(jī)器人亮相2015世界機(jī)器人大會(huì)。哈工大機(jī)器人集團(tuán)參加2015世界機(jī)器人大會(huì)。哈工大機(jī)器人集團(tuán)多款無人機(jī)產(chǎn)品亮相2015世界機(jī)器人大會(huì)43哈工大機(jī)器人集團(tuán)教育機(jī)器人——阿凡達(dá)樂隊(duì)機(jī)器人亮相2015世國內(nèi)產(chǎn)業(yè)園區(qū)分布

“機(jī)器人換人”大潮下，中國已連續(xù)兩年坐上世界機(jī)器人最大消費(fèi)國的寶座。國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)（IFR）發(fā)布的數(shù)據(jù)稱，去年中國工業(yè)機(jī)器人的銷量為5.6萬臺(tái)，占到全球總銷量的約1/4。長三角、珠三角及京津冀地區(qū)，是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園集聚之地。江蘇省有昆山、張家港、南京、常州及徐州5座城市正在建設(shè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園；廣東省有4座在建機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園，其中2座位于深圳，順德和東莞各有1座，而廣州和中山兩地亦有籌建的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園。44國內(nèi)產(chǎn)業(yè)園區(qū)分布“機(jī)器人換人”大潮下，中國已連續(xù)兩國內(nèi)外機(jī)器人廠商

相比于近些年才拔地而起的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園，包括“四大家族”在內(nèi)的外資機(jī)器人公司早在1990年代就嗅到了市場的機(jī)會(huì)，它們通過獨(dú)資或合資的方式進(jìn)入中國，在汽車制造等領(lǐng)域?qū)で髾C(jī)器人的應(yīng)用市場。全球最大的中國機(jī)器人市場，也吸引著國內(nèi)企業(yè)涌入，“機(jī)器人”概念由此變得更加火熱。除了本體制造企業(yè)“四大家族”，新松機(jī)器人、埃夫特以及廣州數(shù)控等公司也殺入該環(huán)節(jié)，成為中國機(jī)器人市場的佼佼者。45國內(nèi)外機(jī)器人廠商相比于近些年才拔地而起的機(jī)器人4.2國外機(jī)器人1.日本“治愈系”機(jī)器人-Pepper：一個(gè)比你對象更深情的機(jī)器人Pepper被描述為“情感機(jī)器人”，因?yàn)樗軌蛲ㄟ^判斷人類的面部表情和語調(diào)的方式，“讀”出人類情感。Pepper使用基于云端的面部和語音識(shí)別來完成這些任務(wù)。464.2國外機(jī)器人1.日本“治愈系”機(jī)器人-462.美國”大狗”機(jī)器人

“大狗”機(jī)器人由波士頓動(dòng)力學(xué)工程公司研制。這種機(jī)器狗的體型與大型犬相當(dāng)，能夠在戰(zhàn)場上發(fā)揮非常重要的作用：在交通不便的地區(qū)為士兵運(yùn)送彈藥、食物和其他物品。它不但能夠行走和奔跑，而且還可跨越一定高度的障礙物。該機(jī)器人的動(dòng)力來自一部帶有液壓系統(tǒng)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)?！按蠊贰钡乃臈l腿完全模仿動(dòng)物的四肢設(shè)計(jì)，內(nèi)部安裝有特制的減震裝置。機(jī)器人的長度為1米，高70厘米，重量為75千克，從外形上看，它基本上相當(dāng)于一條真正的大狗?！按蠊贰睓C(jī)器人的內(nèi)部安裝有一臺(tái)計(jì)算機(jī)，可根據(jù)環(huán)境的變化調(diào)整行進(jìn)姿態(tài)。而大量的傳感器則能夠保障操作人員實(shí)時(shí)地跟蹤“大狗”的位置并監(jiān)測其系統(tǒng)狀況。這種機(jī)器人的行進(jìn)速度可達(dá)到7千米/小時(shí)，能夠攀越35度的斜坡。它可攜帶重量超過150千克的武器和其他物資?！按蠊贰奔纯梢宰孕醒刂A(yù)先設(shè)定的簡單路線行進(jìn)，也可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。472.美國”大狗”機(jī)器人“大狗”機(jī)器人由波士頓動(dòng)力學(xué)Cheetah2robotjumpsoverhurdles

——http://www.robotics-vo.us/ResearchershavecreatednewalgorithmstoautonomouslyjumpoverobstacleswiththeMITCheetah2robot.Inaleapforrobotdevelopment,theMITresearcherswhobuiltaroboticcheetahhavenowtrainedittoseeandjumpoverhurdlesasitruns—makingthisthefirstfour-leggedrobottorunandjumpoverobstaclesautonomously.Therearenowevenfewerobstaclesseparatingyoufromyournewroboticoverlords.Researchershavecreatedaroboticcheetahthatcan—forthefirsttime—autonomouslydetectobjectsandjumpoverthemwithoutslowingdown.TheteamofscientistsfromtheMassachusettsInstituteofTechnology(MIT)havedemonstratedhowthefuturisticfour-leggedrobotisabletoclearhalf-meter(18inch)hurdles,whilemovingataspeedof5mph,inthevideobelow.Beforejumpingoverahurdle,theroboticcheetahplansoutitspathinasimilarwaytoahumanrunner.Itestimatestheheightanddistanceoftheobjectit’sapproaching,decidesonthebestpositiontojumpandexertstheforceneededtoleapovertheobjectandlandsafely.48Cheetah2robotjumpsoverhur各國推動(dòng)機(jī)器人發(fā)展計(jì)劃2013年，美國發(fā)布了機(jī)器人發(fā)展路線報(bào)告，其副標(biāo)題就是“FromInternettoRobotics”歐盟啟動(dòng)了全球最大民用機(jī)器人研發(fā)計(jì)劃——“SPARC”韓國制定了“智能機(jī)器人基本計(jì)劃”，并于2012年10月發(fā)布了“機(jī)器人未來戰(zhàn)略展望2022”49各國推動(dòng)機(jī)器人發(fā)展計(jì)劃2013年，美國發(fā)布了機(jī)器人發(fā)展路線報(bào)●應(yīng)盡快制訂我國下一代機(jī)器人技術(shù)發(fā)展藍(lán)圖、產(chǎn)業(yè)統(tǒng)一發(fā)展規(guī)劃，確保我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)按正確的方向持續(xù)發(fā)展?！瘛皺C(jī)器人革命”有望成為“第三次工業(yè)革命”的一個(gè)切入點(diǎn)和重要增長點(diǎn)，我國將成為全球最大的機(jī)器人市場。●世界主要經(jīng)濟(jì)體紛紛將發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)上升為國家戰(zhàn)略，并以此作為保持和重獲制造業(yè)競爭優(yōu)勢的重要手段。請?jiān)诖溯斎肽臉?biāo)題請?jiān)诖溯斎肽臉?biāo)題請?jiān)诖溯斎肽臉?biāo)題●我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)還沒有形成研制、生產(chǎn)、制造、銷售、集成、服務(wù)等有序、細(xì)化的產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)品附加值偏低。請?jiān)诖溯斎肽臉?biāo)題請?jiān)诖溯斎肽臉?biāo)題

習(xí)近平總書記在2014年兩院院士大會(huì)講話中提到，“機(jī)器人革命”有望成為“第三次工業(yè)革命”的一個(gè)切入點(diǎn)和重要增長點(diǎn)，將影響全球制造業(yè)格局，而且我國將成為全球最大的機(jī)器人市場?？倳浢鞔_提出要求：“我們不僅要把我國機(jī)器人水平提高上去，而且要盡可能多地占領(lǐng)市場”。50●應(yīng)盡快制訂我國下一代機(jī)器人技術(shù)發(fā)展藍(lán)圖、產(chǎn)業(yè)統(tǒng)一發(fā)展規(guī)劃，6機(jī)器人強(qiáng)勢專業(yè)高校LOREMIPSUMDOLOR516機(jī)器人強(qiáng)勢專業(yè)高校LOREMIPSUMDOLOR51劉宏（哈爾濱工業(yè)大學(xué)校長助理）代表作品:多指靈巧手主要從事空間機(jī)器人，機(jī)器人靈巧手，假手等方面研究。52劉宏（哈爾濱工業(yè)大學(xué)校長助理）52朱向陽（上海交通大學(xué)機(jī)械學(xué)院教授）主要研究領(lǐng)域?yàn)闄C(jī)器人學(xué)、機(jī)電系統(tǒng)控制技術(shù)、廢棄電子設(shè)備回收等代表作品:生機(jī)電一體化仿人機(jī)械手通過肌電與腦電等生物信號(hào)的采集來處理與解碼控制仿人機(jī)械手，復(fù)現(xiàn)擬人化的人手動(dòng)作，并通過自制的肌電臂帶控制，實(shí)現(xiàn)隨心所動(dòng)?？蓱?yīng)用于肢體殘疾患者的運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)產(chǎn)業(yè)。請?jiān)诖溯斎肽臉?biāo)題53朱向陽（上海交通大學(xué)機(jī)械學(xué)院教授）請?jiān)诖溯斎肽臉?biāo)題53MITHenryAsada教授，比較出名的是生物機(jī)械增強(qiáng)手臂。OverviewoftheMITd’ArbeloffLabThefocusoftheBio-RoboticsgroupintheBritandAlexd’ArbeloffLaboratoryforInformationSystemsandTechnologyisscienceandtechnologyofroboticsystemsmotivatedbybothpracticalapplicationsandscientificinterests.54MITHenryAsada教授，比較出名的是生物機(jī)械增強(qiáng)手李群自動(dòng)化李群自動(dòng)化（QuotientKinematicsMachine）以"打造世界級(jí)機(jī)器人企業(yè)"為愿景，由擁有世界級(jí)機(jī)器人技術(shù)的歸國團(tuán)隊(duì)于2011年所創(chuàng)立。"李群"是由挪威數(shù)學(xué)家SophusLie創(chuàng)立的微分幾何中的一個(gè)數(shù)學(xué)概念，也是當(dāng)今最前沿的用于描述機(jī)器人運(yùn)動(dòng)及構(gòu)型設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)概念。創(chuàng)始人：李澤湘香港科技大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程學(xué)系教授，香港科技大學(xué)自動(dòng)化技術(shù)中心主任、教授，固高科技（香港）有限公司(GoogolTechnology(HK)Limited)董事長。55李群自動(dòng)化李群自動(dòng)化（QuotientKinematics7人工智能與未來發(fā)展方向LOREMIPSUMDOLOR567人工智能與未來發(fā)展方向LOREMIPSUMDOLOR57.1人機(jī)圍棋大戰(zhàn)Alphago和李世石的這場人機(jī)圍棋大戰(zhàn)毫無疑問成為了人工智能發(fā)展的里程碑577.1人機(jī)圍棋大戰(zhàn)Alphago和李世石的這場人機(jī)圍棋大戰(zhàn)毫ALPHA人工智能勝利第二局第37手，就被韓國現(xiàn)場的解說員稱為“昭和棋圣吳清源的風(fēng)范”，而此前堅(jiān)信人類必勝的聶衛(wèi)平也感嘆AlphaGo的妙招，“對狗的下法29手脫帽致敬！”58ALPHA人工智能勝利第二局第37手，就被韓國現(xiàn)場的解說員稱1公斤的鈾-235或钚-239完全裂變，釋放出的能量大約等于2萬噸烈性的TNT炸藥爆炸的威力。當(dāng)人工智能的IQ超過10000會(huì)發(fā)生什么樣的事情？基于深度學(xué)習(xí)的人工智能和上一代基于知識(shí)規(guī)則的專家系統(tǒng)人工智能有了本質(zhì)差別，就像原子彈和化學(xué)炸彈的區(qū)別一樣。不是單純計(jì)算力的提升，通過深度學(xué)習(xí)還可以掌握人類直覺經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)模式，可以比喻為學(xué)會(huì)了人類的右腦直覺思維能力。591公斤的鈾-235或钚-239完全裂變，釋放出的能量大約等于人工智能正在進(jìn)入改變每個(gè)行業(yè)：廣告，農(nóng)業(yè)，教育，金融，法律，制造業(yè)，醫(yī)療，石油，媒體，零售，診斷，機(jī)器人等。請?jiān)诖溯斎肽臉?biāo)題60人工智能正在進(jìn)入改變每個(gè)行業(yè)：廣告，農(nóng)業(yè)，教育，金融，法律，這是一個(gè)激動(dòng)人心的科技發(fā)展時(shí)代，人工智能，深度學(xué)習(xí)，VR虛擬現(xiàn)實(shí)，機(jī)器人，未來生活中習(xí)以為常的東西現(xiàn)在可能都還無法想象。請?jiān)诖溯斎肽臉?biāo)題61這是一個(gè)激動(dòng)人心的科技發(fā)展時(shí)代，人工智能，深度學(xué)習(xí)，VR虛擬THANKS62THANKS62機(jī)器人技術(shù)與控制Hi,I'mBaymax.RoboticsandCybernetics63機(jī)器人技術(shù)與控制Hi,I'mBaymax.Robotics什么是機(jī)器人1機(jī)器人發(fā)展?fàn)顩r2機(jī)器人基本原理3機(jī)器人分類4機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化5Contents目錄64什么是機(jī)器人1機(jī)器人發(fā)展?fàn)顩r2機(jī)器人基本原理3機(jī)器人分類4機(jī)機(jī)器人強(qiáng)勢專業(yè)高校6Contents目錄7人類與機(jī)器人的關(guān)系65機(jī)器人強(qiáng)勢專業(yè)高校6Contents目錄7人類與機(jī)器人的關(guān)系PARTONE1.什么是機(jī)器人？動(dòng)畫片里的變形金剛（Transformer),瓦力Baymax...？66PARTONE1.什么是機(jī)器人？動(dòng)畫片里的變形金剛（Tra

機(jī)器人（Robot）是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。既可以接受人類指揮，又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險(xiǎn)的工作。機(jī)器人的科學(xué)定義obot)67機(jī)器人（Robot）是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。機(jī)械手加工零件機(jī)器人充當(dāng)服務(wù)員68機(jī)械手加工零件機(jī)器人充當(dāng)服務(wù)員62機(jī)器人發(fā)展?fàn)顩r2.1機(jī)器人的漫長發(fā)展史692機(jī)器人發(fā)展?fàn)顩r2.1機(jī)器人的漫長發(fā)展史72.1機(jī)器人的漫長發(fā)展史

機(jī)器人的起源可以追溯至古代世界。根據(jù)記載，早在公元前3世紀(jì)，古希臘哲學(xué)家費(fèi)羅（PhiloofByzantium）就發(fā)明了以水作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的機(jī)械，即水車。為工業(yè)化文明和機(jī)械應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。1921年，捷克作家KarelCapek在其科幻小說《羅素姆的萬能勞工（UniversalRobot）》中，首次使用機(jī)器人這一詞匯，并被沿用至今。作者夢想著有這樣的情況，即生物過程可以創(chuàng)造出類人的機(jī)器，雖缺乏感情和靈魂，但能服從人類命令。robot，原為robo，意為奴隸，即人類的仆人。702.1機(jī)器人的漫長發(fā)展史機(jī)器人的起源可以追溯LOREMIPSUMDOLOR美國阿爾貢國家實(shí)驗(yàn)室遙控機(jī)械手的發(fā)展用于操作放射性材料40年代末MIT研制成功第一臺(tái)數(shù)控銑床（機(jī)械手+NC技術(shù)）第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)生1953推出第一臺(tái)示教再現(xiàn)式（Teaching-Playback)的PUMA機(jī)器人1959JosephEngelberger創(chuàng)造了世界上第一個(gè)制造機(jī)器人的公司-----Unimation195871LOREMIPSUMDOLOR美國阿爾貢國家實(shí)驗(yàn)室遙控機(jī)LOREMIPSUMDOLORUnimation公司生產(chǎn)出第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人-----Unimate62年在GM公司應(yīng)用1961豐田和川崎重工引進(jìn)Unimate和Versatran機(jī)器人1967日本機(jī)器人在世界占主要地位，占世界總產(chǎn)量50%以上80年代機(jī)器人學(xué)列入教學(xué)計(jì)劃198372LOREMIPSUMDOLORUnimation公司生產(chǎn)目前，驅(qū)動(dòng)整個(gè)工業(yè)機(jī)器人的最大動(dòng)力在汽車業(yè)，其也是最早應(yīng)用這一技術(shù)的行業(yè);去年，其占據(jù)了前文提及的23萬臺(tái)總銷量的10萬臺(tái)。緊隨其后的，則是電子行業(yè)及金屬、橡膠、食品、制藥、化妝品等。2014年全球工業(yè)機(jī)器人總銷量為23萬臺(tái)LOREMIPSUMDOLOR73目前，驅(qū)動(dòng)整個(gè)工業(yè)機(jī)器人的最大動(dòng)力在汽車業(yè)，其也是最早應(yīng)用這機(jī)器人發(fā)展?fàn)顩r

2.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀274機(jī)器人發(fā)展?fàn)顩r

2.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀212機(jī)器人行業(yè)分布金屬電子化妝品制藥食品橡膠工業(yè)＞50%LoremipsumdolorsitametLoremipsumdolorsitametLoremipsumdolorsitametLoremipsumdolorsitametLoremipsumdolorsitametLoremipsumdolorsitamet75機(jī)器人行業(yè)分布金屬電子化妝品制藥食品橡膠工業(yè)＞50%Lore歐洲美洲亞洲按區(qū)域劃分，亞洲是現(xiàn)在工業(yè)機(jī)器人使用量最大的地區(qū)，占據(jù)全球份額的50%;接下來是包括北美及南美的美洲及歐洲。按區(qū)域劃分全球份額＞50%76歐洲美洲亞洲按區(qū)域劃分，亞洲是現(xiàn)在工業(yè)機(jī)器人使用量最大的地區(qū)56%25%15%Part_1Part_2Part_3請?jiān)诖溯斎肽臉?biāo)題新增工業(yè)機(jī)器人份額劃分中國日本美國7756%25%15%Part_1Part_2Part_3請?jiān)诖隧n國以478臺(tái)/萬人的數(shù)據(jù)位居榜首，日本和德國緊隨其后，而中國目前的機(jī)器人使用密度還低于國際平均水平。機(jī)器人使用密度78機(jī)器人使用密度16瑞典：ABBRobotics日本：FANUC、Yaskawa德國：KUKARoboter美國：AdeptTechnology、AmericanRobot、EmersonIndustrialAutomation、S-TRobotics，

在國外，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)日趨成熟，已經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備被工業(yè)界廣泛應(yīng)用。從而，相繼形成了一批具有影響力的、著名的工業(yè)機(jī)器人公司79瑞典：ABBRobotics日本：FANUC國外機(jī)器人產(chǎn)業(yè)概況產(chǎn)業(yè)前景預(yù)測

這些公司已經(jīng)成為其所在地區(qū)的支柱性產(chǎn)業(yè)。國外專家預(yù)測，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)是繼汽車、計(jì)算機(jī)之后出現(xiàn)的一種新的大型高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。據(jù)聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)(UNECE)和國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)(IFR)的統(tǒng)計(jì)，世界機(jī)器人市場前景看好，從20世紀(jì)下半葉起，世界機(jī)器人產(chǎn)業(yè)一直保持著穩(wěn)步增長的良好勢頭行業(yè)普及

在發(fā)達(dá)國家中，工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線成套設(shè)備已成為自動(dòng)化裝備的主流。國外汽車行業(yè)、電子電器行業(yè)、工程機(jī)械等行業(yè)已經(jīng)大量使用工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線，以保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)避免了大量的工傷事故。80國外機(jī)器人產(chǎn)業(yè)概況產(chǎn)業(yè)前景預(yù)測這些公司已經(jīng)成為其國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀中國每年工業(yè)機(jī)器人的裝機(jī)量約占全球的1/8自2009年以來，中國機(jī)器人市場持續(xù)快速增長，工業(yè)機(jī)器人年均增長速度超過40%

在降低制造成本，解決用工嚴(yán)重不足等口號(hào)的呼喊下，近年來機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在全世界范圍內(nèi)興起。中國作為世界工廠，面臨的形式更是尤為的嚴(yán)重。81國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀中國每年工業(yè)機(jī)器自2009年以來，中國請?jiān)诖溯斎肽臉?biāo)題以教育、清掃等為代表的服務(wù)機(jī)器人在國內(nèi)也在逐步進(jìn)入市場。隨著我國門戶的逐漸開放，國內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將面對越來越大的競爭與沖擊，因此，掌握國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人市場的實(shí)際情況，把握我國工業(yè)機(jī)器人研究的相關(guān)進(jìn)展，顯得十分重要。82請?jiān)诖溯斎肽臉?biāo)題以教育、清掃等為代表的服務(wù)機(jī)器203機(jī)器人基本原理LOREMIPSUMDOLOR833機(jī)器人基本原理LOREMIPSUMDOLOR21相似之處（結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)、負(fù)載、控制器）具有許多連桿，這些連桿通過關(guān)節(jié)依次連接；這些關(guān)節(jié)由驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)（電機(jī)）；操作機(jī)的“手”都能在空中運(yùn)動(dòng)，達(dá)到工作空間的任何位置，并承載一定的負(fù)荷；都用一個(gè)中央控制器控制驅(qū)動(dòng)器。3.1機(jī)器人操作手與起重機(jī)進(jìn)行比較:不同之處（控制源、名稱）起重機(jī)是由人來控制驅(qū)動(dòng)器機(jī)器人操作手是由計(jì)算機(jī)編程控制。動(dòng)作受計(jì)算機(jī)監(jiān)控的控制器所控制，該控制器本身也運(yùn)行某種類型程序。程序改變，機(jī)器人動(dòng)作就會(huì)相應(yīng)改變。一個(gè)稱為機(jī)器人，一個(gè)稱為操作機(jī)。84相似之處（結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)、負(fù)載、控制器）3.1機(jī)器人操作手與起重3.2機(jī)器人的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)及分類

一、機(jī)器人的主要特點(diǎn)（通用性、適應(yīng)性）機(jī)器人的特點(diǎn)包括如下兩方面內(nèi)容：

1．通用性 機(jī)器人的通用性取決于它的幾何特性和機(jī)械能力。即指執(zhí)行不同功能完成同一任務(wù)的能力和完成多樣不同簡單任務(wù)的能力。或者說在機(jī)械結(jié)構(gòu)上允許機(jī)器人執(zhí)行不同的任務(wù)或以不同的方式完成同一任務(wù)。決定通用性有兩方面因素：一個(gè)是機(jī)器人自由度；另一個(gè)是末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)和操作能力。853.2機(jī)器人的特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)及分類一、機(jī)器人的主要特點(diǎn)（通用2．適應(yīng)性機(jī)器人的適應(yīng)性是指其對環(huán)境的自適應(yīng)能力，即要求所設(shè)計(jì)的機(jī)器人能夠自我執(zhí)行并適應(yīng)未經(jīng)完全指定的任務(wù)，而不管任務(wù)執(zhí)行過程中是否發(fā)生了所沒有預(yù)計(jì)到的環(huán)境變化。這一能力要求機(jī)器人具有人工知覺，即能感知周圍環(huán)境。在這個(gè)層次上，機(jī)器人運(yùn)用它的下述能力：

(1)使用傳感器感測環(huán)境的能力；

(2)分析任務(wù)空間和執(zhí)行操作規(guī)劃的能力；

(3)自動(dòng)指令模式的能力。862．適應(yīng)性機(jī)器人的適應(yīng)性是指其對環(huán)境的自適應(yīng)能力，即要求所設(shè)根據(jù)具體作業(yè)對象不同，機(jī)器人適應(yīng)性主要考慮三種適應(yīng)性：(1)點(diǎn)適應(yīng)性：即如何找到點(diǎn)的位置。

(2)曲線適應(yīng)性：即如何利用傳感器得到的信息(或特殊結(jié)構(gòu)、材料等)沿曲面工作。

(3)速度適應(yīng)性：選擇最佳運(yùn)動(dòng)速度。（與倒立擺類似的兩輪機(jī)器人）87根據(jù)具體作業(yè)對象不同，機(jī)器人適應(yīng)性主要考慮三種適應(yīng)性：(1)二、機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組成四大組成部分?執(zhí)行機(jī)構(gòu)?驅(qū)動(dòng)單元?控制系統(tǒng)?智能系統(tǒng)88二、機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組成四大組成部分26

執(zhí)行機(jī)構(gòu)

執(zhí)行機(jī)構(gòu)是機(jī)器人完成工作任務(wù)的機(jī)械實(shí)體一般為“機(jī)械手臂+末端操作器”

機(jī)械手臂manipulator：一般為由桿件機(jī)構(gòu)和關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)組成的空間開鏈機(jī)構(gòu)常常進(jìn)一步細(xì)分為機(jī)座腰部臂部肩和肘腕部

末端操作器end-effector

：按作業(yè)用途定（是機(jī)器人完成特定作業(yè)的關(guān)鍵裝置89執(zhí)行機(jī)構(gòu)

執(zhí)行機(jī)構(gòu)是機(jī)器人完成工作任務(wù)的機(jī)械實(shí)體一般為“

驅(qū)動(dòng)單元

包括驅(qū)動(dòng)器、運(yùn)動(dòng)件和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)器：電機(jī)（步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)、DD電機(jī)）、氣缸、液壓缸、新型驅(qū)動(dòng)器。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：諧波傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、繩傳動(dòng)、各種齒輪傳動(dòng)及液力傳動(dòng)。運(yùn)動(dòng)件：機(jī)器人本體上的各運(yùn)動(dòng)體。90驅(qū)動(dòng)單元包括驅(qū)動(dòng)器、運(yùn)動(dòng)件和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)28

控制系統(tǒng)

一般由控制計(jì)算機(jī)、驅(qū)動(dòng)裝置和伺服控制器（servocontroller）組成

控制計(jì)算機(jī)：根據(jù)作業(yè)要求接受編程發(fā)出指令控制協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)并根據(jù)環(huán)境信息協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)

伺服控制器：控制各關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)器使其按一定的速度加速度和軌跡要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)91控制系統(tǒng)

一般由控制計(jì)算機(jī)、驅(qū)動(dòng)裝置和伺服控制器（se

智能系統(tǒng)

正在發(fā)展中智能機(jī)器人除運(yùn)動(dòng)機(jī)能外還有如下三種機(jī)能

感知機(jī)能：獲取外部環(huán)境信息以便進(jìn)行自我行動(dòng)決策和監(jiān)視的機(jī)能，視覺傳感器是當(dāng)前發(fā)展的重點(diǎn)

思維機(jī)能：求解問題的認(rèn)識(shí)推理和判斷機(jī)能——人工智能

人—機(jī)通信機(jī)能：理解指示命令輸出內(nèi)部狀態(tài)與人進(jìn)行信息交換的機(jī)能92智能系統(tǒng)正在發(fā)展中智能機(jī)器人除運(yùn)動(dòng)機(jī)能外還有如下三種機(jī)三、機(jī)器人的分類

按機(jī)器人結(jié)構(gòu)形式分類一般工業(yè)機(jī)器人為6個(gè)自由度前三個(gè)稱為手臂機(jī)構(gòu)后三個(gè)稱為手腕機(jī)構(gòu)。根據(jù)手臂機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)付不同形式的組合得到不同的機(jī)器人機(jī)構(gòu)形式。93三、機(jī)器人的分類按機(jī)器人結(jié)構(gòu)形式分類31(1)直角坐標(biāo)式(Cartesian)符號(hào)表示PPP因末端操作工具的不同，直角坐標(biāo)機(jī)器人可以非常方便的用作各種自動(dòng)化設(shè)備，完成如焊接、搬運(yùn)、上下料、包裝、碼垛、拆垛、檢測、探傷、分類、裝配、貼標(biāo)、噴碼、打碼、（軟仿型）噴涂、目標(biāo)跟隨、排爆等一系列工作。特別適用于多品種，便批量的柔性化作業(yè)，對于穩(wěn)定，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代有著十分重要的作用。94(1)直角坐標(biāo)式(Cartesian)符號(hào)表示PPP因末(2)圓柱坐標(biāo)式(Cylindrical)符號(hào)表示RPP

請?jiān)诖溯斎肽奈谋?。請?jiān)诖溯斎肽奈谋?。請?jiān)诖溯斎肽奈谋?。請?jiān)诖溯斎肽奈谋?。請?jiān)诖溯斎肽奈谋尽?5(2)圓柱坐標(biāo)式(Cylindrical)符號(hào)表示RPP球坐標(biāo)機(jī)器人具有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)和一個(gè)移動(dòng)關(guān)節(jié)，構(gòu)成球缺形狀的工作范圍。面關(guān)節(jié)機(jī)器人（SCARA）是一種裝配機(jī)器人，它只有平行的肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)軸線共面，在垂直平面沒有很好的剛度，在水平面內(nèi)有較好的柔順性。(3)球坐標(biāo)式(Spherical)符號(hào)表示RRP

96球坐標(biāo)機(jī)器人具有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)和一個(gè)移動(dòng)關(guān)節(jié)，構(gòu)成球缺形狀的工(4)多關(guān)節(jié)式(Jointed)符號(hào)表示RRR

工業(yè)多關(guān)節(jié)機(jī)器人用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。機(jī)械手是最早出現(xiàn)的工業(yè)機(jī)器人，也是最早出現(xiàn)的現(xiàn)代機(jī)器人。它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。97(4)多關(guān)節(jié)式(Jointed)符號(hào)表示RRR工業(yè)多關(guān)SCARA機(jī)器人有3個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其軸線相互平行，在平面內(nèi)進(jìn)行定位和定向。另一個(gè)關(guān)節(jié)是移動(dòng)關(guān)節(jié)，用于完成末端件在垂直于平面的運(yùn)動(dòng)。手腕參考點(diǎn)的位置是由兩旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的角位移φ1和φ2，及移動(dòng)關(guān)節(jié)的位移z決定的，即p=f(φ1,φ2,z)，如圖所示。這類機(jī)器人的結(jié)構(gòu)輕便、響應(yīng)快，例如Adept1型SCARA機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度可達(dá)10m/s，比一般關(guān)節(jié)式機(jī)器人快數(shù)倍。它最適用于平面定位，垂直方向進(jìn)行裝配的作業(yè)。(5)SCARA(SelectiveComplianceAssemblyRobotArm)關(guān)節(jié)軸線全平行由日本山梨大學(xué)牧野洋教授首先提出

98SCARA機(jī)器人有3個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其軸線相互平行，在平面內(nèi)進(jìn)行4機(jī)器人分類LOREMIPSUMDOLOR994機(jī)器人分類LOREMIPSUMDOLOR37工業(yè)機(jī)器人服務(wù)機(jī)器人集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動(dòng)化裝備。機(jī)器人家族中的一個(gè)年輕成員，按專業(yè)領(lǐng)域服務(wù)分類國際上通常將機(jī)器人分為工業(yè)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人兩大類。100工業(yè)機(jī)器人服務(wù)機(jī)器人集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工機(jī)器人的分類請?jiān)诖溯斎肽奈谋尽Ｕ堅(jiān)诖溯斎肽奈谋?。請?jiān)诖溯斎肽奈谋?。請?jiān)诖溯斎肽奈谋?。請?jiān)诖溯斎肽奈谋尽?01機(jī)器人的分類請?jiān)诖溯斎肽奈谋?。請?jiān)诖溯斎肽奈谋尽Ｕ堅(jiān)诖溯?機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化LOREMIPSUMDOLOR1025機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化LOREMIPSUMDOLOR4001024.1國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)哈爾濱工業(yè)大學(xué)和哈爾濱風(fēng)華機(jī)器廠等單位研制的華宇Ⅰ型弧焊機(jī)器人華宇Ⅱ型點(diǎn)焊機(jī)器人2012年，四種新型工業(yè)機(jī)器人在中國哈爾濱研制成功。10301024.1國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)哈爾濱工業(yè)大學(xué)和哈爾濱風(fēng)華華宇Ⅱ0304請?jiān)诖溯斎肽臉?biāo)題

哈爾濱工業(yè)大學(xué)與航天部811廠等單位聯(lián)合研制的東方1號(hào)噴漆機(jī)器人

國營星光機(jī)器廠研制的星光Ⅰ型直角坐標(biāo)點(diǎn)焊機(jī)器人1040304請?jiān)诖溯斎肽臉?biāo)題哈爾濱工業(yè)大學(xué)與航天哈工大機(jī)器人集團(tuán)教育機(jī)器人——阿凡達(dá)樂隊(duì)機(jī)器人亮相2015世界機(jī)器人大會(huì)。哈工大機(jī)器人集團(tuán)參加2015世界機(jī)器人大會(huì)。哈工大機(jī)器人集團(tuán)多款無人機(jī)產(chǎn)品亮相2015世界機(jī)器人大會(huì)105哈工大機(jī)器人集團(tuán)教育機(jī)器人——阿凡達(dá)樂隊(duì)機(jī)器人亮相2015世國內(nèi)產(chǎn)業(yè)園區(qū)分布

“機(jī)器人換人”大潮下，中國已連續(xù)兩年坐上世界機(jī)器人最大消費(fèi)國的寶座。國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)（IFR）發(fā)布的數(shù)據(jù)稱，去年中國工業(yè)機(jī)器人的銷量為5.6萬臺(tái)，占到全球總銷量的約1/4。長三角、珠三角及京津冀地區(qū)，是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園集聚之地。江蘇省有昆山、張家港、南京、常州及徐州5座城市正在建設(shè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園；廣東省有4座在建機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園，其中2座位于深圳，順德和東莞各有1座，而廣州和中山兩地亦有籌建的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園。106國內(nèi)產(chǎn)業(yè)園區(qū)分布“機(jī)器人換人”大潮下，中國已連續(xù)兩國內(nèi)外機(jī)器人廠商

相比于近些年才拔地而起的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園，包括“四大家族”在內(nèi)的外資機(jī)器人公司早在1990年代就嗅到了市場的機(jī)會(huì)，它們通過獨(dú)資或合資的方式進(jìn)入中國，在汽車制造等領(lǐng)域?qū)で髾C(jī)器人的應(yīng)用市場。全球最大的中國機(jī)器人市場，也吸引著國內(nèi)企業(yè)涌入，“機(jī)器人”概念由此變得更加火熱。除了本體制造企業(yè)“四大家族”，新松機(jī)器人、埃夫特以及廣州數(shù)控等公司也殺入該環(huán)節(jié)，成為中國機(jī)器人市場的佼佼者。107國內(nèi)外機(jī)器人廠商相比于近些年才拔地而起的機(jī)器人4.2國外機(jī)器人1.日本“治愈系”機(jī)器人-Pepper：一個(gè)比你對象更深情的機(jī)器人Pepper被描述為“情感機(jī)器人”，因?yàn)樗軌蛲ㄟ^判斷人類的面部表情和語調(diào)的方式，“讀”出人類情感。Pepper使用基于云端的面部和語音識(shí)別來完成這些任務(wù)。1084.2國外機(jī)器人1.日本“治愈系”機(jī)器人-462.美國”大狗”機(jī)器人

“大狗”機(jī)器人由波士頓動(dòng)力學(xué)工程公司研制。這種機(jī)器狗的體型與大型犬相當(dāng)，能夠在戰(zhàn)場上發(fā)揮非常重要的作用：在交通不便的地區(qū)為士兵運(yùn)送彈藥、食物和其他物品。它不但能夠行走和奔跑，而且還可跨越一定高度的障礙物。該機(jī)器人的動(dòng)力來自一部帶有液壓系統(tǒng)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。“大狗”的四條腿完全模仿動(dòng)物的四肢設(shè)計(jì)，內(nèi)部安裝有特制的減震裝置。機(jī)器人的長度為1米，高70厘米，重量為75千克，從外形上看，它基本上相當(dāng)于一條真正的大狗?！按蠊贰睓C(jī)器人的內(nèi)部安裝有一臺(tái)計(jì)算機(jī)，可根據(jù)環(huán)境的變化調(diào)整行進(jìn)姿態(tài)。而大量的傳感器則能夠保障操作人員實(shí)時(shí)地跟蹤“大狗”的位置并監(jiān)測其系統(tǒng)狀況。這種機(jī)器人的行進(jìn)速度可達(dá)到7千米/小時(shí)，能夠攀越35度的斜坡。它可攜帶重量超過150千克的武器和其他物資?！按蠊贰奔纯梢宰孕醒刂A(yù)先設(shè)定的簡單路線行進(jìn)，也可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。1092.美國”大狗”機(jī)器人“大狗”機(jī)器人由波士頓動(dòng)力學(xué)Cheetah2robotjumpsoverhurdles

——http://www.robotics-vo.us/ResearchershavecreatednewalgorithmstoautonomouslyjumpoverobstacleswiththeMITCheetah2robot.Inaleapforrobotdevelopment,theMITresearcherswhobuiltaroboticcheetahhavenowtrainedittoseeandjumpoverhurdlesasitruns—makingthisthefirstfour-leggedrobottorunandjumpoverobstaclesautonomously.Therearenowevenfewerobstaclesseparatingyoufromyournewroboticoverlords.Researchershavecreatedaroboticcheetahthatcan—forthefirsttime—autonomouslydetectobjectsandjumpoverthemwithoutslowingdown.TheteamofscientistsfromtheMassachusettsInstituteofTechnology(MIT)havedemonstratedhowthefuturisticfour-leggedrobotisabletoclearhalf-meter(18inch)hurdles,whilemovingataspeedof5mph,inthevideobelow.Beforejumpingoverahurdle,theroboticcheetahplansoutitspathinasimilarwaytoahumanrunner.Itestimatestheheightanddistanceoftheobjectit’sapproaching,decidesonthebestpositiontojumpandexertstheforceneededtoleapovertheobjectandlandsafely.110Cheetah2robotjumpsoverhur各國推動(dòng)機(jī)器人發(fā)展計(jì)劃2013年，美國發(fā)布了機(jī)器人發(fā)展路線報(bào)告，其副標(biāo)題就是“