机器人第1章 绪论PPT.ppt

工兵机器人 美国将M60坦克的炮塔去掉后改装的豹式扫雷车 德国 Minebreaker 2000机器人扫雷车 保安机器人 美国MDARS-E室外保安机器人 MPR-800多用途机器人，可用于扫雷、灭火、核生化污染清除等多项危险工作 侦察机器人 美国 “徘徊者”侦察机器人由M113装甲运输车改装 美国国防高级研究计划局 在研2.54厘米大小昆虫机器人 水下扫雷机器人 瑞典博福斯公司 “双鹰”水下扫雷机器人 美国罗克威尔公司及IS机器人公司 “水下自主行走装置”（ALUV）的水下扫雷机器蟹 无人机 “暗星”无人机 “别动队”无人机 法国“红隼”无人机 高空无人侦察机 鬼怪式无人机 发射Brevel无人机 只有15厘米的微型无人机 特种机器人 复合式直径6.14米盾构掘进机 隧道凿岩机器人 自动无轨堆垛机 机器人化装载机 自动摊铺机 移动机器人 法国国家科学研究中心和系统分析与结构实验室 ILARE 2型移动机械手 法国蒙特皮里亚（Montpellier）微电子与机器人实验室 LIRMM移动机器人 微型机器人 工业管道机器人移动探测系统 SMA六足微型机器人:甲虫，外形尺寸为25×30×30mm3，重20克，步行速度18mm/分，有12个自由度，SMA（形状记忆合金）驱动源。 微型飞行器：未来战场上的重要侦察和攻击武器，能以可接受的成本执行某一有价值的任务。能传输实时图像或执行其它功能，小尺寸（20厘米）、足够巡航范围（不小于5公里）和飞行时间（不小于15分钟） 微型战术无人机：战争危险估计、目标有哪些信誉好的足球投注网站、通信中继，监测化学、核或生物武器，侦察建筑物内部情况。可适用于城市、丛林等多种战争环境。 娱乐机器人 机器人足球赛 机器人相扑大赛 相扑机器人 机器狗与机器昆虫 吹笛机器人 小提琴机器人 机器人学导论 Introduction to Robotics,Mechanics and Control 目录 1 绪论 2 2 数学基础-矢量变换 6 3 运动学分析 6 4 动力学分析 5 轨迹规划 6 控制 学时：共32-课堂26，实验6 1 绪论 1.1 机器人发展历史 1.2 定义和分类 1.3 构成 1.4 机器人应用 1.5 发展方向研究现状 1.1 机器人发展历史 Robot： 1920年；捷克作家卡雷尔·卡佩克（Karel Capek）剧本-- Rossum’s Universal Robots 》，剧中人造劳动者--Robota History 古代“机器人”——现代机器人的雏形 西周：偃师-歌舞艺人 春秋后期：《墨经》-鲁班：木鸟， “三日不下” 。 公元前2世纪：古希腊人─太罗斯，青铜雕像，以水、空气和蒸汽压力为动力，开门，借助蒸汽唱歌。 汉代：张衡-地动仪，计里鼓车 …… 现代机器人的发展历史(2) 60年代: 机器人产品正式问世，机器人技术开始形成 1960年:美国Consolidated Control-工业机器人，并成立了Unimation公司，开始定型生产名为Unimate的工业机器人。 70年代: 发展成为专门学科, 机器人学（Robotics）。 80年代: 智能机器人-视觉、触觉、力觉、接近觉 机器人学研究内容 基础研究和应用研究 主要研究内容有： 机械手设计； 机器人运动学、动力学和控制； (3) 轨迹设计和路径规划； (4) 传感器(包括内部传感器和外部传感器)； (5) 机器人视觉； (6) 机器人语言； (7) 装置与系统结构； (8) 机器人智能等。 1.2 机器人的定义和分类 仁者见仁，智者见智 / 人：哲学问题 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。 美国国家标准局（NBS）：机器人是一种能够进行编程并在自动控制下执行某些操作和移动作业任务的机械装置。 美国机器人协会（RIA）:机器人是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种种任务的，并具有编程能力的多功能机械手。 日本工业机器人协会（JIRA）：工业机器人是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。 机器人定义 1. 机器人的动作机构具有类似于人或其他生物体某些器官 ( 如 肢体、感官等 ) 的功能； 2. 机器人具有通用性，工作种类多样，动作程序灵活易变，是柔性加工主要组成部分；