機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)

1、自我介紹自我介紹名字：褚金奎主要學(xué)術(shù)經(jīng)歷：2002.5-至今:大連理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師2001.10-2002.4:日本國 東北大學(xué)工學(xué)部 機(jī)械智能工學(xué)科 客座教授1998.7-2002.10：西安理工大學(xué)、機(jī)械與精密儀器學(xué)院機(jī)械學(xué)專業(yè)教授、博士生導(dǎo)師1997.5-1998.6 : 西安理工大學(xué)、機(jī)械與精密儀器學(xué)院機(jī)械學(xué)專業(yè)教授1996.10-1997.4 : 日本國 山形大學(xué)機(jī)械工學(xué)部 機(jī)械系統(tǒng)工學(xué)科 研究員1996.7-1996.10 : 日本國 近畿大學(xué) 理工學(xué)部 機(jī)械工學(xué)科 高級訪問學(xué)者1989.4-1992.10： 在北京航空航天大學(xué)機(jī)器人研究所攻讀博士學(xué)位主要研究

2、方向：機(jī)構(gòu)的分析與綜合，機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué)，實(shí)體造型與運(yùn)動仿真，MEMS，MEMS微能源,微傳感器和執(zhí)行器.學(xué)術(shù)成果學(xué)術(shù)成果科研成果及所受獎勵科研成果及所受獎勵: 2015入選大連市科技領(lǐng)軍人才2015 國家技術(shù)發(fā)明二等獎1995年評為機(jī)械工業(yè)部部級優(yōu)秀青年科技專家，1996年項(xiàng)目機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的拓?fù)涮卣?、尺度特征及動力學(xué)模型的研究獲得教育部科技進(jìn)步（甲類）二等獎1997年評為機(jī)械工業(yè)部部級學(xué)術(shù)骨干1999年項(xiàng)目以序單開鏈為基本單元的機(jī)械系統(tǒng)新理論研究獲得教育部科技進(jìn)步（甲類）二等獎2000年項(xiàng)目齒輪連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動學(xué)的基本理論及新方法的研究獲得山東省科技進(jìn)步獎三等獎2004 遼寧省千百人才工程2005

3、 教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計劃發(fā)表論文發(fā)表論文共發(fā)表論文一百六十余篇，其中主要的論文有：共發(fā)表論文一百六十余篇，其中主要的論文有：（1）用快速傅立葉變換進(jìn)行再現(xiàn)平面四桿機(jī)構(gòu)連桿曲線的綜合, 機(jī)械工程學(xué)報, 1993年 第五期， 被蘇聯(lián)機(jī)械制造材料與機(jī)械零件文獻(xiàn)收錄 。（2） Identification of Isomorphism Among Kinematic Chains and Inversions Using Links AdjacentChainTable ,Mechanism and Machine Theory , No.1, 1994， 被“SCI”收錄 （3） System

4、ics of Assur Groups with multiple joints , ,Mechanism and Machine Theory， No.8 ,1998，被SCI收錄 同時也被被EI收錄 。（4）Structural analysis of synthesis of Assur Groups with multiple joints ,機(jī)械工程學(xué)報英文版,No.1,1992，（5） 齒輪連桿機(jī)構(gòu)類型綜合的研究，機(jī)械工程學(xué)報 ,No.3， 1996（6）帶有預(yù)定時標(biāo)平面四桿剛體導(dǎo)引機(jī)構(gòu)尺度綜合的研究, 機(jī)械工程學(xué)報，No.5， 1999（7）四桿機(jī)構(gòu)軌跡特性與機(jī)構(gòu)尺寸型關(guān)系研究，

5、 中國科學(xué)E輯中文版,2004, 34卷第7期，p1-9.（8）Study of Relationship between Coupler Curve Properties of 4-bar Linkages and Its Dimensional Types, SCIENCE IN CHINA（Series E ）, 2004, 47(4) 發(fā)表論文發(fā)表論文(9）Stephenson六桿機(jī)構(gòu)可動性研究，機(jī)械工程學(xué)報，No.11, 2004(10） 電熱驅(qū)動鎳微夾鉗的設(shè)計及制作，機(jī)械工程學(xué)報，No.5 ,2007(11)Rapid Nonlinear Analysis for Electrot

6、hermal Microgripper Using Reduced Order Model Based on Krylov Subspace，International Journal of Nonlinear Sciences and Numerical Simulation, Vol. 9, No. 4, 2008,P333-338，期刊影響因子: 5.099(12)Fourier Method to Function Synthesis of RCCC Mechanism，Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Pa

7、rt C, Journal of Mechanical Engineering Science，Vol.222，2008，DOI: 10.1243/09544062JMES1091，期刊影響因子：0.329(13) Construction and performance test of a novel polarization sensor for navigation，Sensors & Actuators: A. Physical，DOI information: 10.1016/j.sna.2008.07.016,2008，Vol.148，P75-82,2008，期刊影響因子：1.34

8、8。Mechanical characterization of thermal SiO2 micro-beams through tensile testing ， JOURNAL OF MICROMECHANICS AND MICROENGINEERING 卷: 19 期: 9 文獻(xiàn)編號: 095020 Research of radioisotope microbattery based on beta-radio-voltaic effect ，OURNAL OF MICRO-NANOLITHOGRAPHY MEMS AND MOEMS 卷: 8 期: 2 文獻(xiàn)編號: 021180 ，

9、 APR-JUN 2009 （SCI影響因子1.067） Fourier series representation of the coupler curves of spatial linkages ， APPLIED MATHEMATICAL MODELLING 卷: 34 期: 5 頁: 1396-1403 出版年: MAY 2010（SCI影響因子0.931） Numerical atlas method for path generation of spherical four-bar mechanism MECHANISM AND MACHINE THEORY ， 1 Februa

10、ry 2010（SCI影響因子1.437）Large area mold fabrication for the nanoimprint lithography using electron beam lithography ， SCIENCE IN CHINA SERIES E-TECHNOLOGICAL SCIENCES 卷: 53 期: 1 特刊: Sp. Iss. SI 頁: 248-252 出版年: JAN 2010 （SCI影響因子0.495） Mechanical characterization of post-buckled micro-bridge beams by mic

11、ro-tensile testing ， MICROSYSTEM TECHNOLOGIES-MICRO-AND NANOSYSTEMS-INFORMATION STORAGE AND PROCESSING SYSTEMS 卷: 16 期: 3 頁: 375-380 出版年: MAR 2010（SCI影響因子1.229）A visual attention model for robot object tracking， International Journal of Automation and Computing, v 7, n 1, p 39-46, February 2010 Lang

12、uage: EnglishMicromachining processing of 3D micro tensile specimens based on inductively coupled plasma etching，Journal of Mechanical Engineering, v 46, n 1, p 182-186, January 5, 2010 Language: Chinese聯(lián)系方式聯(lián)系方式電話：84706108（o)Email:機(jī)械學(xué)院2號樓212室，微系統(tǒng)中心機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)機(jī)器人工程（日）白井良明（薄、精、新）（易教、易學(xué)）主要內(nèi)容主要內(nèi)容第一章：

13、機(jī)器人學(xué)引論第二章：機(jī)械手的運(yùn)動第三章：機(jī)械手的控制第四章：機(jī)器人的感覺第五章：環(huán)境的識別第六章：移動和機(jī)構(gòu)的控制第七章：機(jī)器人智能化第一章機(jī)器人學(xué)引論第一章機(jī)器人學(xué)引論機(jī)器人的發(fā)展歷史什么是機(jī)器人機(jī)器人的種類機(jī)器人學(xué)有什么用處咋樣學(xué)習(xí)機(jī)器人學(xué)1.1機(jī)器人發(fā)展史機(jī)器人發(fā)展史科幻作品 20年代 robot :捷克作家卡雷爾.查培克（Kapel Capek) 人造勞動者 60年代實(shí)用化的機(jī)器人，區(qū)別、工業(yè)機(jī)器人（操作手）； 70年代機(jī)器人的概念才被確認(rèn)，出現(xiàn)了機(jī)器人學(xué)； 80年代工業(yè)機(jī)器人大量應(yīng)用，出現(xiàn)了大量的移動機(jī)器人研究（步行機(jī)、月球車）； 90年代出現(xiàn)了智能機(jī)器人的概念，醫(yī)用機(jī)器人出現(xiàn)在臨床

14、，移動機(jī)器人開始應(yīng)用； 20世紀(jì)末出現(xiàn)了大量的智能機(jī)器人比賽和智能機(jī)器人模型、助殘機(jī)器人；可以預(yù)見的未來、機(jī)器人將走入我們的生活，成為我們生活中不可缺少的一部分。比爾蓋茨曾預(yù)言下一個能像互聯(lián)網(wǎng)一樣影響人類的技術(shù)就是機(jī)器人什么是機(jī)器人什么是機(jī)器人機(jī)器人是一個動態(tài)的概念，一般具有下列性質(zhì)：代替人進(jìn)行工作：能像人一樣使用工具和機(jī)械(機(jī)床和汽車不行）有通用性：根據(jù)工況進(jìn)行作業(yè)變換（玩具不能)可以直接對外發(fā)生作用：不僅能像計算機(jī)一樣進(jìn)行計算，還能對外產(chǎn)生作用1.2機(jī)器人的種類機(jī)器人的種類機(jī)器人的分類方法有許多，這里簡單介紹三種根據(jù)機(jī)器人可以代替人的不同器官可分為： 操作機(jī)器人：手 移動機(jī)器人：腿 視覺機(jī)

15、器人：眼，等等根據(jù)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域可分為 工業(yè)機(jī)器人：搬運(yùn)、焊接、裝配、噴漆、上下料、檢測等 極限作業(yè)機(jī)器人：核電站、海底、宇宙空間等 娛樂機(jī)器人等：彈奏樂器、舞蹈、寵物等 服務(wù)機(jī)器人：服務(wù)行業(yè)用機(jī)器人，家用機(jī)器人，銷售機(jī)器人（自動售貨機(jī)，取款機(jī)、售票機(jī)）、機(jī)器人模特 福利機(jī)器人（助殘機(jī)器人） 醫(yī)療機(jī)器人（手術(shù)機(jī)器人，達(dá)芬奇機(jī)器人，植牙機(jī)器人） 災(zāi)難救助機(jī)器人 體育類機(jī)器人（發(fā)球機(jī)器人，乒乓球機(jī)器人） 具有軍事用途的機(jī)器人：防爆、無人飛機(jī)、無人戰(zhàn)車 機(jī)器智能的研究進(jìn)展出現(xiàn)了擬人機(jī)器人等機(jī)器人的種類機(jī)器人的種類根據(jù)機(jī)器人動作所基于的控制信息控制信息可分為：操縱機(jī)器人操縱機(jī)器人(遙控機(jī)器人) ：遠(yuǎn)

16、距離遙控（太空、核電站、防暴) ;基于微觀顯微觀察的機(jī)器人（納米操作、細(xì)胞操作、手術(shù)機(jī)器人等）程序機(jī)器人程序機(jī)器人：按預(yù)定的程序進(jìn)行工作（上、下料機(jī)器人）機(jī)器人的種類機(jī)器人的種類示教再現(xiàn)機(jī)器人示教再現(xiàn)機(jī)器人：示教再現(xiàn)同盒式錄放機(jī)一樣，把軌跡、動作進(jìn)行示教再現(xiàn)。數(shù)值控制機(jī)器人數(shù)值控制機(jī)器人：用計算機(jī)控制機(jī)器人的動作，軌跡規(guī)劃是基于計算而非示教。機(jī)器人的種類機(jī)器人的種類智能機(jī)器人智能機(jī)器人：不僅可以完成預(yù)定的工作，還可以根據(jù)工作的狀況進(jìn)行相應(yīng)的動作轉(zhuǎn)換。通常情況下，機(jī)器人的信息控制方式都不是一種，混合控制的情況比較普遍。（火星探險車） 1.3 機(jī)器人學(xué)的用處機(jī)器人學(xué)的用處機(jī)器人的典型功能 （用途）

17、： 節(jié)省勞動力； 進(jìn)行極限作業(yè)； 用于醫(yī)療、福利、服務(wù)； 與人協(xié)調(diào)作業(yè)（助手)； 制作寵物 軍事用途機(jī)器人的基本機(jī)能(組成)： 對外界產(chǎn)生作用：相當(dāng)于人的手和腿（執(zhí)行器) 獲取外界信息:相當(dāng)于人的感覺器官(傳感器） 規(guī)劃作業(yè)：相當(dāng)于人的大腦（控制器）機(jī)器人學(xué)的用處機(jī)器人學(xué)的用處機(jī)器人學(xué)真正的用途（目的）可簡述如下:與機(jī)器人直接有關(guān)的用途 了解和掌握機(jī)器人的設(shè)計設(shè)計、制作、及應(yīng)用的過程。與機(jī)械的機(jī)器人化有關(guān)的用途 機(jī)器人的自動化、環(huán)境適應(yīng)化激發(fā)了人們對機(jī)械機(jī)器人化的強(qiáng)大需求（自動生產(chǎn)線、自動小車、無人機(jī)、智能農(nóng)業(yè))(自動化、無人化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化)機(jī)器人學(xué)的用處機(jī)器人學(xué)的用處基礎(chǔ)技術(shù)的用途 在機(jī)

18、器人學(xué)中學(xué)到的一些技術(shù)可以廣泛地應(yīng)用于很多領(lǐng)域。如： 機(jī)器人中的力覺傳感器用于柔性自動裝配。 機(jī)器人學(xué)中的視覺研究可用于圖像處理和傳輸 機(jī)器人學(xué)中的作業(yè)規(guī)劃可用于生產(chǎn)計劃的自動設(shè)計。 1.4 咋樣學(xué)習(xí)機(jī)器人學(xué)咋樣學(xué)習(xí)機(jī)器人學(xué)機(jī)器人學(xué)是一個工程學(xué)科而不是一個表象學(xué)科，因此除了學(xué)習(xí)基本理論方法之外，關(guān)鍵就是要實(shí)踐，只有通過實(shí)踐才能提高自己的能力。實(shí)踐過程中，應(yīng)該不怕失敗，好的設(shè)計只有通過好的設(shè)計只有通過多次失敗才能得到，對一個要求答案不會是一個多次失敗才能得到，對一個要求答案不會是一個。應(yīng)善于把學(xué)到的知識應(yīng)用于機(jī)械的機(jī)器人化方面的工作，提高整個裝備制造業(yè)的水平和改善人們的生活水準(zhǔn)。機(jī)器人圖片機(jī)器人圖片安川機(jī)器人Scalar機(jī)器人國產(chǎn)機(jī)器人國產(chǎn)機(jī)器人玩具機(jī)器人圖片玩具機(jī)器人圖片玩具機(jī)器人圖片玩具機(jī)器人圖片寵物機(jī)器人寵物機(jī)器人宇航和軍用機(jī)器人宇航和軍用機(jī)器人機(jī)器人士兵勇氣號火星機(jī)器人模型軍用機(jī)器人偵察機(jī)器人（英）排雷機(jī)器人（美）機(jī)器戰(zhàn)士（美）智能機(jī)器人圖片智能機(jī)器人圖片中國研制的智能機(jī)器人中國研制的智能機(jī)器人腿部6 x 2 = 12手臂6 x 2 = 12手2 x 2