机器人-第1章课件.ppt

教材： 机器人学导论（原书第3版）, [美]John J. Craig著,贠超 等译. 书名原文: Introduction to Robotics: Mechanics and Control. 蔡自兴. 《机器人学》，清华大学出版社。 参考资料： 机器人学导论——分析、系统及应用, [美]Saeed B.Niku著, 孙福春等译. 书名原文: Introduction to Robotics: Analysis, Systems, Applications. 谭民，徐德等，《先进机器人控制》，高等教育出版社。 比较知名的刊登机器人方面研究成果的期刊：《Advanced Robotics》，《Autonomous Robots》, 《Journal of Robotic System》，《机器人》，《自动化学报》，《机器人技术与应用》，《控制理论与应用》。 MATLAB的Robotics工具箱(by Peter I. Corke)：/Robotics_Toolbox.html 上课形式： 讲授20学时、实验12学时 考核： 仿真作业，实验报告，课程论文（综述）;机器人的由来(1/2) 西周时代（公元前1066年～ 前771年），就流传巧匠偃师献给周穆王一个歌舞机器人（艺伎）的故事。 公元2012年，央视春晚，机器人舞蹈。 东汉时期（公元25年～220年）的张衡发明的指南车是世界上最早的机器人雏形 ;机器人的由来(2/2) 1768-1774，瑞士钟表匠制作的木偶机器人，自动书写、自动演奏 1893年，加拿大摩尔设计的能行走的机器人“安德罗丁”，以蒸汽为动力。 1920年，捷克剧作家Karel Capek首次提出Robota一词 1950美国科幻作家Assimov,在《我是机器人》中，提出机器人三守则： 一.机器人不得伤害人，也不得见人受到伤害而袖手旁观 二.机器人应服从人的一切命令，但不得违反第一定律 三.机器人应保护自身的安全，但不得违反第一、第二定律 1954年美国人设计了第一台电子可编程机器人 1962年美国万能自动化（Unimation）公司的全球第一台机器人Unimate，在美国通用（GM）公司使用，标志着第一代机器人的诞生。 ;机器人的发展现状(1/3) ;20世纪90年代即机器人价格与人力成本的比较;机器人的发展现状(3/3) 2015年1月6日，工信部国际经济技术合作中心主任龚晓峰做客中国经济网《经济热点面对面》时指出，我国的机器人产业市场近两年来发展迅猛，2013年共销售3.7万台工业机器人，同比增长60%，预计2014年销售5万台，已成为全球最大的市场。 龚晓峰说，工信部制定了相关规划，并在近两年间对全国情况进行摸底和调查，在接下来编制“十三五”规划中，将结合智能制造整个大环境，以及从制造大国向制造强国转变的使命来制定相关政策，营造相关环境。 目前我国和机器人产业相关的公司有400多家，以中小企业为主，最大的公司产值大概在十几亿元左右。;机器人的定义(1/2) 英国牛津字典： 貌似人的自动机，具有智力和顺从于人但不具有人格的机器。（到目前为止，还没有与人类相似的机器人，理想的机器人） 美国机器人协会（RIA-Robot Institute of America）： 一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的，通过可编程序动作来执行各种任务，并具有编程能力的多功能机械手。（不全面，指工业机器人） 日本工业机器人协会（JIRA-Japanese Indrustrial Robot Association）： 一种装备有记忆装置和末端执行器的，能够转动并通过自动完成各种移动来代替人类劳动的通用机器。（包括工业机器人和智能机器人） 国际标准化组织ISO： 机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手，这种机械手具有几个轴，能够借助于可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置，以执行种种任务。（与RIA的类似）;机器人的定义(2/2) 中国： 一种拟人功能的机械电子装置。 共同属性： 1）像人或人的一部分，并模仿人的动作 2）具有智能或感觉与识别能力 3）是人制造的机器或机械电子装置 ;机器人分类;按用途分;按坐标形式分类 ：笛卡尔坐标结构、圆柱面坐标结构、极坐标结构、球面坐标结构和关节式球面坐标（铰接型）结构;按控制类型来划分： 点位控制（非伺服控制）：按照预先编好的程序顺序进行工作，使用终端限位开关、制动器、插销板和定序器来控制机械臂的运动。可靠性强、能力较弱。 连续控制（伺服控制）：被控制量（输出）可为机械臂终端执行装置（或工具）的位置、速度、加速度和力等。能力较强，可靠性低一点。 ;机器人技术的发展方向;课程内容（讲授部分）： 机器人的空间描述与变换（第2章） 机器人运动学（第3章