机器人原理及控制技术教学课件ppt

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1、机器人原理及控制技术Email：linfy68@163.com13730947691PresentedbyLinfengyun,09.2014MechanicalandElectricalEngineeringInstitute,QingdaoUniversityPreparedforStudentsofEngineeringandTechnologycategoryPrincipleandControlTechniquesofRobotManipulators2021/8/3机电学院-工业机器人第一章绪论第二章机器人机械系统设计第三章机器人运动学第四章机器人静力计算及动力学分

2、析第五章机器人控制第六章工业机器人感觉第七章机器人运动规划及编程2021/8/3机电学院-工业机器人第一章绪论机器人集中了机械工程、材料科学、电子技术、计算机技术、自动控制理论及人工智能等多学科的最新研究成果，代表了机电一体化的最高成就，是当代科学技术发展最活跃的领域之一。§1.1机器人概述§1.2机器人分类§1.3机器人基本组成及技术参数§1.4本书教学要求2021/8/3机电学院-工业机器人§1.1机器人概述机器人(robot)一词来源于1920年捷克作家卡雷尔·查培克(Kapelcapek)所编写的戏剧中的人造劳动者，在那里机器人被描写成像奴隶那样进行劳动的机器。后来作为

3、一种虚构的机械出现在许多作品中，代替人们去完成某些工作。20世纪60年代出现了作为可实用机械的机器人。为了把这种机器人同虚构的机器人及玩具机器人加以区别，称其为工业机器人。一、机器人定义机器人问世已有几十年，但没有一个统一的定义。原因之一是机器人还在发展，另一原因主要是因为机器人涉及到了人的概念，成为一个难以回答的哲学问题。也许正是由于机器人定义的模糊，才给了人们充分的想象和创造空间。1987联合国标准化组织（ISO)采纳的美国机器人协会的“机器人”定义：“工业机器人是一种可以反复编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或者为了执行不同的任务而具有可改变的和可编程动作

4、的专门系统”。（Areprogrammableandmultifunctionalmanipulator,devisedforthetransportofmaterials,parts,toolsorspecializedsystemswithvariedandprogrammedmovementswiththeaimofcarryingoutvariedtasks2021/8/3机电学院-工业机器人日本工业机器人协会：机器人是一种带有存储器件和末端操作器的通用机械，它能够通过自动化的动作替代人类劳动。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，这种机器具备一些与人

5、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”。机器人具有三大特征：1、拟人功能2、可编程3、通用性2021/8/3机电学院-工业机器人1999年索尼爱宝机器狗玩具的出现，给人们很大的启示，使人们对机器人产生极大的兴趣。“爱宝”可以理解大约180个声音指令，完成取东西、拍照等动作，甚至在电量即将耗尽之时，它还会自己去找充电器。“爱宝”的面部配备发光屏幕，可以灯光组合来表达自己的情绪。更重要的是，工程师还能根据自己的需要对“爱宝”进行编程，让它完成像足球比赛这样的特殊工作。下面我们来看看功能更复杂的机器人2000年启动的“阿西莫

6、”机器人项目致力于开发出服务于人类日常生活的“类人”机器人。本田公司推出最新版本的“阿西莫”机器人。这些机器人服务员会自动实行分工，提供不间断服务。图1两台“阿西莫”机器人服务员为公司员工送茶。图2日本本田公司研制的“阿西莫”机器人在东京进行体操表演四揭开机器人之谜1.机器人有三大特征：身体：是一种物理状态，具有一定的形态。大脑：控制机器人的程序。主板上的微控制器。动作：任何机器人都有一定的动作表现。脚：轮子等。皮肤：碰撞传感器嘴巴：喇叭耳朵：主板上的麦克风。2.判断一个机器人是否是智能机器人我们可以根据下面三个基本特点：具有感知功能，即获取信息的功能。机器人通过“感知”系统可

7、以获取外界环境信息，如声音、光线、物体温度等。具有思考功能，即加工处理信息的功能。机器人通过“大脑”系统进行思考，它的思考过程就是对各种信息进行加工、处理、决策的过程。具有行动功能，即输出信息的功能。机器人通过“执行”系统（执行器）来完成工作，如行走、发声等。1954年美国人乔治·德沃尔制造出世界上第一台可编程的机器人，并注册了专利。这种机械手能按照不同的程序从事不同的工作，因此具有通用性和灵活性。1959年德沃尔与美国发明家约瑟夫·英格伯格联手制造出第一台工业机器人。随后，成立了世界上第一