機器人概論-簡版

機器人概論-簡版第一頁，共33頁。課程簡介課程的目的與地位本課程為機械電子工程專業(yè)、機械設(shè)計及理論專業(yè)碩士研究生的專業(yè)必修課。通過本課程的學習，學生可以了解機器人的發(fā)展狀況和基本概念，掌握機器人位姿的數(shù)學描述、坐標變換、運動學建模、正運動學方程、逆運動學求解、靜力學分析、動力學建模與分析、機器人運動控制的基本原理，為深入研究機器人的運動學和動力學控制打下基礎(chǔ)。課程主要章節(jié)學時分配第一章機器人概論3學時第二章機器人的位姿描述與坐標變換5學時第三章機器人運動學12學時第四章機器人靜力學4學時第五章機器人動力學4學時第六章機器人運動控制4學時考核方式

考試主要參考書１、吳瑞祥，機器人技術(shù)與應(yīng)用，北京航空航天大學出版社２、吳廣玉等，機器人工程導論，哈爾濱工大出版社３、熊有倫，機器人學，機械工業(yè)出版社第二頁，共33頁。第一章機器人概論機器人學研究的是如何綜合運用機械、傳感器、驅(qū)動器和計算機來實現(xiàn)人類某些方面的功能—JohnJ.Craig

KarelCapek(1890—1938)

1、機器人（ROBOT）的定義★Robot來源于捷克作家KarelCapek1920年的劇本《羅沙姆的萬能機器人公司》，Capek把捷克語“Robota（奴隸）”寫成了“Robot”，該劇描寫了Robot從只會勞動沒有思維的奴隸發(fā)展到消滅人類，后又進化為人類的社會悲劇。第三頁，共33頁。1)、機器人不應(yīng)傷害人類；

2)、機器人應(yīng)遵守人類的命令，與1)違背的命令除外；

3)、機器人應(yīng)能保護自己，與1)、2)相抵觸者除外?！锝?，機器人的定義不再是引人關(guān)注的問題，隨著機器人的種類地擴大，機器人的定義開始泛化。自動機械（Automaton）：一個最簡單的現(xiàn)代定義IsaacAsimov(1920-1992)★為了防止機器人傷害人類，科幻作家阿西莫夫(Asimov)于1940年發(fā)表的作品《Runaround》提出了機器人的倫理性綱領(lǐng)—“機器人三原則”：第四頁，共33頁。2、機器人發(fā)展簡史我國關(guān)于機器人的傳說歷史悠久：◆《列子.湯問》記載著這么一個故事，公元前900多年西周周穆王時，巧匠偃師制作了一個“能唱歌、跳舞，像真人一樣

”的人偶；三國諸葛亮制作的木牛流馬。第五頁，共33頁。1768~1772年瑞士鐘表匠德羅斯(JaquetDroz)父子制造的寫字偶人、繪圖偶人、彈琴偶人，贏得了世界聲譽?！?961年美國的Unimate公司生產(chǎn)了第一臺商用工業(yè)機器人第六頁，共33頁。美國推動了機器人技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用日本在機器人的產(chǎn)業(yè)化方面處于世界前列目前形成了ABB、KUKA、FANUC等多個大型的機器人公司第七頁，共33頁。第八頁，共33頁。太空Space空間

Air地面Ground水下Underwater第九頁，共33頁。3-1太空(SPACE)機器人簡介3-1-1艙外機器人：主要用于艙外維修、飛船對接、衛(wèi)星捕獲等第十頁，共33頁。國際空間站移動服務(wù)系統(tǒng)(MSS)空間站遙控機械臂系統(tǒng)(SSRMS)17.6m,重936kg，負載19500kg

專用機械手(SPDM)臂長2m,有7個自由度

第十一頁，共33頁。日本飛行機器人ET-VII第十二頁，共33頁。3-1-2艙內(nèi)機器人：主要用于艙內(nèi)實驗載荷的維修、照料等美國的艙內(nèi)服務(wù)機器人IVA及其工作艙

第十三頁，共33頁。德國ROTEX機器人系統(tǒng)第十四頁，共33頁。CIROS更換電路板CIROS維修衛(wèi)星德國空間局CIROS雙臂手機器人系統(tǒng)第十五頁，共33頁。3-1-3星球探測機器人：主要用于星球表面的探測、系統(tǒng)的搭建等月球探測機器人Apollo15第十六頁，共33頁。旋翼飛行機器人3-1-4飛行機器人：主要用于空中觀測、監(jiān)測、預(yù)警等仿生昆蟲機器人固定翼飛行機器人第十七頁，共33頁。03年日本精工愛普生公司的微型飛行機器人共軸反槳，重8.9克，室內(nèi)飛行高度1米，槳直徑13厘米，13克升力。第十八頁，共33頁。死神第十九頁，共33頁。3-2陸地機器人簡介3-2-1工業(yè)機器人：主要用于汽車等自動化生產(chǎn)線第二十頁，共33頁。焊接、裝配第二十一頁，共33頁。3-2-2移動機器人蛇型機器人第二十二頁，共33頁。3-3水下機器人簡介：主要用于水下觀測和探測等沈陽自動化所的6000米水下機器人北航機器魚第二十三頁，共33頁。第二十四頁，共33頁。3-4醫(yī)療康復(fù)機器人簡介第二十五頁，共33頁?！癉aVinciS”

機器人手術(shù)系統(tǒng)組成成像系統(tǒng)床旁器械臂系統(tǒng)外科醫(yī)生控制臺第二十六頁，共33頁。3-5娛樂機器人簡介05年北京理工大學的人形機器人“匯童”仿人機器人表演太極拳

“匯童”仿人機器人表演刀術(shù)

第二十七頁，共33頁。本田的人形機器人第二十八頁，共33頁。索尼的人形機器人第二十九頁，共33頁。索尼的機器狗第三十頁，共33頁。日本模仿播音員講話機器人日本的打鼓機器人日本的打高爾夫機器人第三十一頁，共33頁。4機器人學的研究方向4-1機器人學是個多學科交叉的學科包括機械學、生物學、計算機科學與工程、控制論與控制工程學、電子工程學、人工智能、人類學、社會學等。