机器人技术的发展与专业人才培养方案.ppt

高档数控机床和机器人列为十大重点领域之一。 “中国制造2025”总体框架 * 1.2 中国机器人的兴起 中日两国情况对比 比较项目 日本 中国 时期 20世纪六七十年代 21世纪一二十年代 经济形式 高速发展 速度放缓 人口因素 严重短缺 红利下降，劳动力成本急升 社会需求 需求量大 需求量大 政府政策 鼓励、扶持 大力扶持，甚至主导 制造业基础 雄厚、全面 薄弱、不均衡 * 1.2 中国机器人的兴起 机器人示例：工业机器人 ABB Flex Picker Unimate Kuka/DLR Schunk LWA3 Rob Res Motoman Fanuc * 2、机器人的概念与分类 Roomba Khepera Pioneer Sojourner CMU Standstorm in DARPA TALON * 机器人示例：移动机器人 2、机器人的概念与分类 HRP-2 HRP-4c ASIMO HOAP-1 QRIO 村田顽童1 BHR-II NAO HUBO Albert-Hubo NBH-1 村田顽童2 * 机器人示例：仿人机器人 2、机器人的概念与分类 机电工程学院 Dinosaur robots Petman BigDog SmallDog Aibo RiSE 机器人示例：足式机器人 * 2、机器人的概念与分类 机器人示例：飞行/爬行/水下机器人 * 2、机器人的概念与分类 机器人是什么? 没有确切的一般性定义，但早先对“工业机器人”有些国家有定义。根据ISO, 一台机器人应该具有下列特征: ―某种运动功能(移动或操作), 其动作可以通过程序进行改变; ―通用性和灵活性，适应多种任务; ―一定的传感功能和智能(学习、理解、决策和推理等) ―一定的独立性(可以不依赖于人的操作或命令) 注意：机器人未必是象人一样的机器人，其形状和功能五花八门 比较：数控机床 ～ 工业机器人 汽车 ～ 轮式移动机器人 飞机 ～ 飞行机器人（无人机） * 2、机器人的概念与分类 机器人是什么? 功能逻辑上，机器人是认知和动作的 一种智能连接 (Brady, 1985) 推理 感知 动作 动作 ―移动: 轮、腿、翼、鳍等 ―操作: 臂、手、末端执行器（夹持器、吸盘、焊枪/喷枪等） 认知 ―关节位置/速度/加速度 ―关节力/力矩 ―视觉 ―触觉 ―力觉 ―接近觉 推理 ―表达 ―建模 ―规划 ―决策 ―学习 ―协调 ―控制 * 2、机器人的概念与分类 机器人的分类 * 根据应用领域 2、机器人的概念与分类 机器人的分类 * 根据工作环境分 工业 ~ 军事 ~ 社会安全 ~ 医疗 ~ 农业 ~ 林业 ~ 教育 ~ 娱乐 ~ 家庭服务 ~ 根据应用行业分 星面 ~ 太空 ~ 飞行 ~ 地面 ~ 水下 ~ 2、机器人的概念与分类 机器人的分类 * 根据运动方式分 飞行 ~ (固定翼 、旋翼、扑翼) 攀爬 ~ (爬壁、爬杆、爬树等) 跳跃 ~ (无腿、单腿、双腿) 步行 ~ (双足、四足、六足) 移动 ~ (轮式、履带式 、轮履混合式) 爬行 ~ (蛇形、仿蜥蜴) 操作臂 (机座固定的机器人) 游动机器人 ~ (水下机器人、仿生鱼) 水下 地面 空中 2、机器人的概念与分类 * 2、机器人的概念与分类 工业机器人系统构成及关键部件 工业机器人系统构成：逻辑功能 (数据流) 执行系统 驱动系统 控制系统 人-机 接口 传感系统 环境 * 2、机器人的概念与分类 工业机器人系统的构成与产业链的关系 * 2、机器人的概念与分类 工业机器人的分类 根据机构坐标形式分 : 直角坐标 圆柱坐标 ~ 串联 ~ 球坐标 ~ SCARA ~ 关节 ~ 并联 ~ 电动~ （AC/DC 伺服） 气动~ 液动~ 根据驱动方式分: * 2、机器人的概念与分类 工业机器人分类 根据技术进步分: