机器人技术及其应用.ppt

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1、机器人技术及其应用第1章机器人技术概述1.1机器人技术的发展人类进入21世纪，除了致力于自身的发展外，还十分关注机器人、外星人和克隆人等问题；“机器人”这个名称对许多人来说并不陌生；现实中，机器人的本领时非常有限的；机器人学的进步和应用是本世纪自动控制最有说服力的成就，是当代最高意义上的自动化。……1.1.1机器人的由来幻想时期:在我国西周时代（公元前1066年—前771年），流传有关巧匠偃师献给周穆王一个歌舞机器人（艺伎）的故事；公元前3世纪，古希腊发明家戴达罗斯用青铜为克里特岛国王迈诺斯塑造了一个守卫宝岛的青铜卫士

2、塔罗斯；我国东汉时期（公元25—220年），张衡发明的指南车是世界上最早的机器人雏形；自动机械时期：公元1768—1774年间，瑞士钟表匠德罗斯父子三人，设计制造出三个像真人一样大小的机器人-----写字偶人、绘图偶人和弹风琴偶人；公元1893年，加拿大摩尔设计的行走机器人“安德罗丁”，采用蒸汽作为动力；现实服务时期：1954年，美国人乔治·德沃尔设计了第一台电子程序可编的工业机器人，并于1961年发表了该项机器人专利；1962年美国万能自动化(Unimation)公司的第一台机器人Unimate在美国通用汽车公司(G

3、M)投入使用，这标志着第一代机器人的诞生。1.1.2机器人的定义“机器人”---1920年，捷克作家卡雷尔·凯培克(KarelCapek)在他的幻想情节剧《罗萨姆的万能机器人》(R.U.R)中第一次提出了“机器人”这个名词。---1950年，美国著名科学幻想小说家阿西莫夫在他的小说《我是机器人》中，提出了有名的“机器人三守则”：机器人必须不危害人类，也不允许它眼看人将受害而袖手旁观；机器人必须绝对服从人类，除非这种服从有害于人类；机器人必须保护自身不受伤害，除非为了保护人类或者是人类命令它作出牺牲。国际上，关于机器人的

4、定义主要有以下几种：（1）英国简明牛津字典的定义：机器人是“貌似人的自动机，具有智力和顺从于人的但不具人格的机器”。（2）美国机器人协会(RIA)的定义：机器人是“一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的，通过可编程序动作来执行种种任务的，并具有编程能力的多功能机械手(manipulator)”。(3)日本工业机器人协会(JIRA)的定义：工业机器人是“一种装备有记忆装置和末端执行器(endeffector)的，能够转动并通过自动完成各种移动来代替人类劳动的通用机器”。或者分为两种情况来定义:工业机器人是"一种能够

5、执行与人的上肢(手和臂)类似动作的多功能机器"。智能机器人是"一种具有感觉和识别能力，并能够控制自身行为的机器"。(4)美国国家标准局(NBS)的定义：机器人是"一种能够进行编程并在自动控制下执行某些操作和移动作业任务的机械装置"。(5)国际标准化组织(ISO)的定义："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"。(6)关于我国机器人的定义。随着机器人技术的发展，我国也面临讨论和制订关于机器人技术的各项标

6、准问题，其中包括对机器人的定义。蒋新松院士曾建议把机器人定义为“一种拟人功能的机械电子装置"(amechantronicdevicetoimitatesomehumanfunctions)。我们可以参考各国的定义，结合我国情况，对机器人作出统一的定义。上述各种定义有共同之处，即认为机器人(1)像人或人的上肢，并能模仿人的动作;(2)具有智力或感觉与识别能力;(3)是人造的机器或机械电子装置。1.1.3机器人学的进展机器人的偿还期理论促进对机器人产业的投资P----偿还期（年）R----机器人售价A----附属设备费用E

7、----工程及安装费C----税务信贷L----全年节省的劳务费用，包括工资及津贴M1----材料费用M2----操作维修费用H----年运行小时数TR----公司税率D----年折旧费P1=3.88（年）单班制P2=2.10（年）双班制P3=1.44（年）三班制日本后来居上，成为“机器人王国”1968年日本才有第一台机器人1981年日本拥有机器人的总台数占世界的57.5%；3.机器人产业在全世界迅速发展1976年美国国家航空和宇航局(NASA)执行的“海盗”号宇宙飞船火星着陆计划；1998年美国拥有8万多台机器人，占

8、机器人总数的15%（2）德国拥有7万多台机器人，占机器人总数的13%（3）亚洲的韩国排名第五位（但日、韩、新的机器人密度包揽世界前三位）西欧的意大利、法国、英国、和东欧的匈牙利、波兰、南斯拉夫等在机器人制造和应用上都有较大发展4.应用范围遍及工业、科技和国防各个领域形成新的学科-----机器人学当一种工业、技术和经济发生重大变化时