第一章 绪论(2014) [兼容模式]

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1、机器人技术课程简介介绍机器人技术的现状、应用和发展趋势机器人系统的结构、本体设计机器人运动学机器人静力学和动力学机器人的传感与反馈机器人控制的基本原理总学时数：30+2；授课起止周数：9~16成绩构成：平时+期末主要参考文献1、机器人学[美]付京逊等著，中国科学技术出版社，1989；2、机器人学导论——分析、系统及应用，[美]SaeedB.Niku著，孙福春等译，电子工业出版社，2004；3、机器人学导论[美]JohnJ.Craig著，贠超等译，机械工业出版社，2006；4、机器人机械系统原理理论——理论、方法和算法[加]JorgeAnge

2、les著，宋伟刚译，机械工业出版社，2004；5、机器人学蔡自兴，清华大学出版社，2000；6、并联机器人机构学理论及控制黄真等著，机械工业出版社，1997QuestionWhatisRobotlookslikeinyourmind？4RobotsinMovies6RobotsinMovies7第一章绪论1.1机器人的定义、发展历史及分类1.1.1机器人的定义问题：什么是机器人？如何定义？现在的机器人早期的机器人（与人相像吗？）8机器人的定义:NationalBureauofStandards,NBS:——机器人是“一种能够进行编程并在自动控制下执行某些

3、操作和移动作业任务的机械装置”。国际标准组织（ISO）——“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械手，这种机械手具有几个轴，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”。9美国机器人协会（RIA)：一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的，通过程序动作来执行各种任务，并具有编程能力的多功能操作机。日本工业标准局：一种机械装置，在自动控制下，能够完成某些操作或者动作功能。英国：貌似人的自动机，具有智力的和顺从于人的但不具有人格的机器。中国：我国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，这种机器具

4、备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器”。10二个共同点：1)一种自动机械装置，可以在无人参与下，自动完成多种操作或动作功能，即具有通用性。2)可以再编程，程序流程可变，即具有柔性(适应性）。11机器人的组成机器人是一个高度自动化的机电一体化设备。从控制观点来看，机器人系统可以分成四大部分：机器人执行机构、驱动装置、控制系统、感知反馈系统。驱动执行处理器关节控制器工作对象装置机构控制系统内部传感器（位形检测）外部传感器（环境检测）感知反馈系统12执行机构实现预期的动作或操作；相当于人的肢

5、体。驱动装置为执行机构提供动力；相当于人的肌肉、筋络。感知反馈系统检测执行机构位置、速度等信息以及机器人所处的环境信息；相当于人的感官和神经。控制系统进行任务及信息处理，并给出控制信号；相当于人的大脑和小脑。机器人执行机构驱动装置控制系统感知系统（液压驱动装置气压驱动装置关节伺服控制器固定或移动基电驱动装置内部传感器外部传感器手部腕部臂部腰部处理器座）131.1.2机器人的发展历史1920年，卡雷尔·卡佩克的科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》。捷克语“Robota”写成了“Robot”，成了机器人一词的起源。1950年,美国作家埃萨克·阿西莫夫，《I，R

6、obot》中首次使用了“Robotics”，即“机器人学”。阿西莫夫提出了“机器人三原则”：1、机器人不应伤害人类,且在人类受到伤害时不可袖手旁观；2、机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外；3、机器人应能保护自己，与第一条相抵触者除外。阿西莫夫因此被称为“机器人学之父”。141954年，美国人GeorgeC.Devol提出了第一个工业机器人方案并在1956年获得美国专利。1961年，Unimation公司（通用机械公司），生产和销售了第一台工业机器人“Unimate”，即万能自动之意。1962年，A.M.F.（机械与铸造）公司，研制出一台数控自动

7、通用机，取名“Versatran”，即多用途搬运之意。151972年，IBM公司开发出直角坐标机器人。1973年，CincinnatiMilacron公司推出T3型机器人。1978年，PUMA机器人在Unimation公司诞生；1981年，日本山梨大学牧野洋开发出了SCARA型机器人。161988年，CMU大学研制出可重构模块化机械手系统RMMS。1990年，CincinnatiMilacron公司被瑞士ABB公司兼并。1996年，本田公司P2仿人机器人，2000年推出ASIMO。2008年，美国波士顿动力公司研制出“大狗”(BigDog)；英国科学家研制

8、了首个有生物脑的机器人“米特·戈登”(MeetGordon)17总