机器人介绍课件.ppt

1、1内容提要 机器人定义 机器人的发展历程 机器人的特点 机器人的分类 机器人系统的基本结构 机器人学的研究领域 机器人的发展方向2机器人定义国际标准化组织(ISO)的定义：“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器，这种机器具有几个轴，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。”3 阿西莫夫“机器人三守则”(1950,小说我是机器人)(1)机器人必须不危害人类，也不允许它眼看人将受害而袖手旁观。(2)机器人必须绝对服从人类，除非这种服从有害于人类。(3)机器人必须保护自身不受伤害，除非为了保护人类或者人类命令它作出牺牲。4机器人定义指南车，张衡

2、，东汉，机器人雏形安德罗丁，加拿大，摩尔，1893，蒸汽动力，可行走Unimate,美国,Unimation公司,1962,第一台机器人,用于配合压铸机上下料Versatran,美国,AMF公司,1963，第一台工业机器人计算机控制的机器人，1974示教再现机器人，1982多种机器人：工业机器人、移动机器人、拟人机器人、特种机器人等，具有视觉、语音等功能，具有一定智能。5机器人的发展历程 机器人是机构学、控制论、电子技术及计算机等现代科学综合的产物。(1)通用性：某种执行不同的功能和完成多样的简单任务的实际能力。(2)适应性：对环境的自适应能力。包括：v运用传感器感测环境的能力；v分析任务空间

3、和执行操作规划的能力；v自动指令模式能力。6机器人的特点按几何结构分类：利用坐标特性分类。v直角坐标机器人：由互相垂直的导轨和手臂构成。v柱面坐标机器人：主要由垂直柱子、水平手臂和底座构成。工作区间为圆柱面。v球面坐标机器人：由底座、球关节和手臂构成。其工作区间为球面。v关节式球面坐标机器人：由躯干、上臂和前臂构成。机器人的分类按几何结构分类：利用机构特性分类。v串联机器人：各连杆为串联v并联机器人：各连杆为并联8按几何结构分类：利用尺寸分类。大型机器人、一般机器人、微机器人机器人的分类按应用领域分类：v工业机器人：应用于工农业生产，主要应用于制造业，如弧焊机器人、喷漆机器人、装配机器人等。v

4、服务机器人：一种自主或半自主工作，为人们提供服务的机器人，如导游机器人、家用机器人等。v探索机器人：用于太空、海洋、地下探险和探索。v军事机器人：用于军事目的。可分为陆、海、空军用机器人。如无人战机、机器人战士等。我国按照应用领域将机器人分为：工业机器人，服务机器人，特种机器人。9机器人的分类按智能程度分类：v一般机器人：只有一般编程能力和操作功能v智能机器人：根据智能程度分为：传感型、交互型、自主型智能机器人按机器人的移动性分类：v固定式机器人：固定在底座上，如工业机器人。v移动机器人：根据移动方式分为：轮式、履带式、足式等。如足式机器人中的人形机器人等。10机器人的分类11关节式机械系关节

5、式机械系统统变速机构变速机构执行装置执行装置内传感器内传感器机器人模型机器人模型环境模型环境模型工作任务工作任务 控制器控制器(计计算机算机)控制算法控制算法环境环境外传感器外传感器任务任务内传感信息内传感信息交互作用交互作用 外传感信息外传感信息计算机语言计算机语言 任务任务 控制器控制器 执行机构执行机构 环境环境内传感信息内传感信息外传感信息外传感信息机器人系统的基本结构驱动、建模与控制v超低惯性驱动电机v直接驱动与交流驱动，伺服驱动v控制机理（理论）：分级递阶控制、专家控制、神经网络控制、预测控制等v控制系统：结构体系、控制器v在线控制与实时控制v视觉控制与声音控制、语音控制等12机器

6、人学的研究领域自动规划与调度v环境模型的描述v任务规划与路径规划v协调操作与运动规划v任务协商与调度v制造（加工）系统中的机器人调度v非结构环境下的规划13机器人学的研究领域计算机系统v智能机器人控制计算机系统的体系结构v通用与专用的机器人计算机语言v神经计算机与并行处理v人机通讯v多智能体系统14机器人学的研究领域应用研究v机器人在工业、农业、建筑中的应用v机器人在服务业的应用v机器人在核能、高空、水下等危险环境中的应用v机器人军事领域的应用v机器人在医疗领域的应用v机器人在CMIS和FMS中的应用v机器人在微观领域的应用v以机器人为单元的可重构加工制造系统（无人化工厂）15机器人学的研究领域 机器人总体上向着智能化方向发展。下面是部分具体的发展方向：拟人化：不仅外观像人，能力与智能也像人多功能化：为人类提高多种高质量的服务灵巧化：精度提高，灵活性、适应性加强普及化：各种机器人玩具大型化与小型化 临场感技术、虚拟现实技术、多智能体技术、人工神经网络技术、仿生技术、信息融合技术、纳米技术等的进一步发展，必将使机器人技术的发展如虎添翼。16机器人的发展方向17