機器人技術(shù)及其應(yīng)用概論

機器人技術(shù)及其應(yīng)用概論第1頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月第2頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月

機器人的結(jié)構(gòu)機器人運動學(xué)（重點）機器人靜力學(xué)（重點）機器人動力學(xué)（重點）主要內(nèi)容：

機器人的控制機器人的感覺第3頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月1.1

機器人的定義1機器人概述

機器人一詞的出現(xiàn)：1920年、捷克作家、

KarelCapek、《Rossum’sUniversalRobots》，“Robota”（奴隸）寫成了“Robot”。小說在1924年和1927年的時候被紛紛傳到了日本、法國和歐洲國家，機器人這個名詞就向全世界鋪展開來。

故事情節(jié)：帶感情的機器人消滅了人類，一對男女機器人相愛，世界又起死回生。第4頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月上世紀(jì)60年代，可實用機械的機器人被稱為工業(yè)機器人上世紀(jì)80年代到現(xiàn)在，機器人正越來越向智能化方向發(fā)展

目前尚無一個統(tǒng)一的機器人的定義。機器人學(xué)是一門不斷發(fā)展的科學(xué)，對機器人的定義也隨其發(fā)展而變化。第5頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）日本工業(yè)機器人協(xié)會(JIRA)的定義：工業(yè)機器人是“一種裝備有記憶裝置和末端執(zhí)行器(endeffector)的，能夠轉(zhuǎn)動并通過自動完成各種移動來代替人類勞動的通用機器”。（1）美國機器人協(xié)會(RIA)的定義：機器人是“一種用于移動各種材料、零件、工具或?qū)Ｓ醚b置的，通過可編程序動作來執(zhí)行種種任務(wù)的，并具有編程能力的多功能機械手(manipulator)”。國際上，關(guān)于機器人的定義主要有以下幾種：第6頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）美國國家標(biāo)準(zhǔn)局(NBS)的定義：機器人是“一種能夠進(jìn)行編程并在自動控制下執(zhí)行某些操作和移動作業(yè)任務(wù)的機械裝置”。（4）國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的定義：“機器人是一種自動的、位置可控的、具有編程能力的多功能機械手，這種機械手具有幾個軸，能夠借助于可編程序操作來處理各種材料、零件、工具和專用裝置，以執(zhí)行種種任務(wù)”。第7頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月（5）我國對機器人的定義。蔣新松院士曾建議把機器人定義為“一種擬人功能的機械電子裝置”(amechantronicdevicetoimitatesomehumanfunctions)。參考各國的定義，對機器人給出以下定義：機器人是一種計算機控制的可以編程的自動機械電子裝置，能感知環(huán)境，識別對象，理解指示命令，有記憶和學(xué)習(xí)功能，具有情感和邏輯判斷思維，能自身進(jìn)化，能計劃其操作程序來完成任務(wù)。第8頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月1.2機器人的發(fā)展及應(yīng)用一、古代機器人

春秋后期，魯班曾制造過一只木鳥，能在空中飛行“三日不下”。機器馬車

西周時期，出現(xiàn)了能歌善舞的伶人，這是我國最早記載的機器人。

公元前2世紀(jì)，亞歷山大時代的古希臘人發(fā)明了最原始的機器人──自動機?？梢宰约洪_門，還可以借助蒸汽唱歌。第9頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月

漢代大科學(xué)家張衡不僅發(fā)明了地動儀，而且發(fā)明了計里鼓車。每行一里，車上木人擊鼓一下，每行十里擊鐘一下。

后漢三國時期，蜀國丞相諸葛亮成功地創(chuàng)造出了“木牛流馬”。用其運送軍糧，支援前方戰(zhàn)爭。寫字機器人

1738年，法國天才技師杰克·戴·瓦克遜發(fā)明了一只機器鴨。它會嘎嘎叫，會游泳和喝水，還會進(jìn)食和排泄。第10頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月

19世紀(jì)中葉出現(xiàn)了科學(xué)幻想派和機械制作派。1886年《未來的夏娃》問世。在機械實物制造方面，1893年摩爾制造了“蒸汽人”，“蒸汽人”靠蒸汽驅(qū)動雙腿沿圓周走動。

1773年，自動書寫玩偶、自動演奏玩偶等被連續(xù)推出?，F(xiàn)在保留下來的瑞士努薩蒂爾歷史博物館里的少女玩偶，還定期彈奏音樂供參觀者欣賞。

1927年美國西屋公司工程師溫茲利制造了第一個機器人“電報箱”?？梢曰卮鹨恍﹩栴}。第11頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月二、現(xiàn)代機器人

1952年，第一臺數(shù)控機床的誕生，為機器人的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

1954年美國戴沃爾最早提出了工業(yè)機器人的概念，并申請了專利。主從機器人

1948年，美國原子能委員會的阿爾貢研究所開發(fā)了機械式的主從機械手。第12頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月

1962年美國AMF公司推出的“VERSATRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”是機器人產(chǎn)品最早的實用機型（示教再現(xiàn)）。VERSATRANUNIMATE第13頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月1965年，MIT的Roborts演示了第一個具有視覺傳感器的、能識別與定位簡單積木的機器人系統(tǒng)1970年在美國召開了第一屆國際工業(yè)機器人學(xué)術(shù)會議1973年，辛辛那提·米拉克隆公司的理查德·豪恩制造了第一臺由小型計算機控制的工業(yè)機器人1980年后，日本贏得了“機器人王國”的美稱第14頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月

各種用途的機器人：水下機器人、空間機器人、空中機器人、地面機器人、微小型機器人等新的機器人名稱：“軟件機器人”、“網(wǎng)絡(luò)機器人”、機器人化機器德國排爆機器人相撲機器人無人駕駛振動式壓路機第15頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月機器魚“自由泳”“過龍門”在水中“戲球”自主地避開障礙物機器魚我國研制的排爆機器人第16頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月

70年代的萌芽期，80年代的開發(fā)期和90年代的適用化期。

1972年開始研制自己的工業(yè)機器人“七五”期間，完成了示教再現(xiàn)式工業(yè)機器人成套技術(shù)的開發(fā)，研制出了噴涂、點焊、弧焊和搬運機器人1986年國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）開始實施上世紀(jì)90年代初期起，形成了一批機器人產(chǎn)業(yè)化基地我國工業(yè)機器人的發(fā)展：第17頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月

日本和美國在20世紀(jì)60年代就已經(jīng)開始進(jìn)行機器人的研究，與他們相比較，我國還存在較大的差距，因此需要更多的人加入到發(fā)展機器人的事業(yè)中來。第18頁，課件共20頁，創(chuàng)作于2023年2月理由之三：機器人做人做不了的事情。比如人們對太空的認(rèn)識，對原子分子進(jìn)行搬遷的機器人為什么要發(fā)展機器人?理由之二：機器人做人不愿意做或做不好的事。比如有毒的、高溫的或危險的環(huán)境，汽車生產(chǎn)線上的焊接工作機器人汽車焊接生產(chǎn)線理由之一：提高生產(chǎn)效率降低人的勞動強度。比如焊機器人提高生產(chǎn)效