机器人 第1讲 绪论

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1、机器人技术基础大连交通大学机械电子工程教研室王晓煜第一章绪论ChapterⅠIntroduction1.1机器人名称的由来1.2机器人的发展历史1.3机器人的定义和分类1.4机器人的结构与控制方式1.5操纵机器人1.6智能机器人1.7机器人的应用1.8未来机器人的发展方向1.9我国机器人研究的简况10/7/20212智能与控制工程研究所10/7/20213智能与控制工程研究所1.1机器人名称的由来(About“Robot”)机器人的英文名词是Robot，Robot一词最早出现在1920年捷克作家卡雷尔·卡佩克（KarelCapek）所写的一个剧本中，这个剧本的名字为《Ros

2、sum’sUniversalRobots》，中文意思是“罗萨姆的万能机器人”。剧中的人造劳动者取名为Robota，捷克语的意思是“苦力”、“奴隶”。英语的Robot一词就是由此而来的，以后世界各国都用Robot作为机器人的代名词。10/7/20214智能与控制工程研究所1.2机器人的发展历史(TheDevelopingHistoryofRobots)古代“机器人”——现代机器人的雏形人类对机器人的幻想与追求已有3000多年的历史西周时期，我国的能工巧匠偃师研制出的歌舞艺人，是我国最早记载的机器人。春秋后期，据《墨经》记载，鲁班曾制造过一只木鸟，能在空中飞行“三日不下”。公元

3、前2世纪，古希腊人发明了最原始的机器人──太罗斯，它是以水、空气和蒸汽压力为动力的会动的青铜雕像，它可以自己开门，还可以借助蒸汽唱歌。1800年前的汉代，大科学家张衡不仅发明了地动仪，而且发明了计里鼓车，计里鼓车每行一里，车上木人击鼓一下，每行十里击钟一下。10/7/20215智能与控制工程研究所后汉三国时期，蜀国丞相诸葛亮成功地创造出了“木牛流马”，并用其在崎岖山路中运送军粮，支援前方战争。1662年，日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶，并在大阪的道顿堀演出。1738年，法国天才技师杰克·戴·瓦克逊发明了一只机器鸭，它会嘎嘎叫，会游泳和喝水，还会进食和排泄。17

4、73年，著名的瑞士钟表匠杰克·道罗斯和他的儿子利·路易·道罗斯制造出自动书写玩偶、自动演奏玩偶等，他们创造的自动玩偶是利用齿轮和发条原理而制成的，它们有的拿着画笔和颜色绘画，有的拿着鹅毛蘸墨水写字，结构巧妙，服装华丽，在欧洲风靡一时。1927年，美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电报箱”，并在纽约举行的世界博览会上展出，它是一个电动机器人，装有无线电发报机，可以回答一些问题，但该机器人不能走动。10/7/20216智能与控制工程研究所10/7/2021现代机器人的研究始于20世纪中期，其技术背景是计算机和自动化的发展，以及原子能的开发利用。自1946年第一台数字电

5、子计算机问世以来，计算机取得了惊人的进步，向高速度、大容量、低价格的方向发展。大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展，其结果之一便是1952年数控机床的诞生。与数控机床相关的控制、机械零件的研究又为机器人的开发奠定了基础。另一方面，原子能实验室的恶劣环境要求某些操作机械代替人处理放射性物质。在这一需求背景下，美国原子能委员会的阿尔贡研究所于1947年开发了遥控机械手，1948年又开发了机械式的主从机械手。现代机器人的发展历史10/7/20217智能与控制工程研究所10/7/20211954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控

6、制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。1958年，美国机械与铸造公司（AMF）研制成功一台数控自动通用机器，商品名为Versatran（即VersatileTransfer的复合词，意为多才多艺的搬运机），并以“IndustrialRobot”（工业机器人）为商品广告投入市场，这就是世界上最早的工业机器人。同年，美国联合控制公司（Unimation）也研制成功了一台机器人，商品名为Unimate（意为万能自动），它由一台计算机控制，能记忆完成180个工作步骤。从此以后，机器人的研究与应用就正式拉开了序幕。现代机器人的发展历史10/7/2

7、0218智能与控制工程研究所10/7/20211965年，MIT的Roborts演示了第一个具有视觉传感器的、能识别与定位简单积木的机器人系统。1967年日本成立了人工手研究会（现改名为仿生机构研究会），同年召开了日本首届机器人学术会。1970年在美国召开了第一届国际工业机器人学术会议。此后，机器人的研究得到迅速广泛的普及。1973年，辛辛那提·米拉克隆公司的理查德·豪恩制造了第一台由小型计算机控制的工业机器人，它是液压驱动的，能提升的有效负载达45公斤。1980年，工业机器人才真正在日本普及，故称该年为“机器人元