《机器人课程》PPT课件.ppt

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1、机器人7.1机器人的诞生与发展7.2机器人的结构与控制方式7.3操纵机器人7.4智能机器人7.5机器人的应用7.6未来机器人的发展方向7.7我国机器人研究的简况7.1机器人的诞生与发展7.1.1机器人的定义7.1.2机器人的分类7.1.3古代机器人7.1.4现代机器人深圳德普施科技网站现提供大量的机器人免费资源下载：7.2机器人的结构与控制方式记忆、示教装置控制装置驱动装置传感器图4-1工业机器人系统结构7.2.1机器人的结构简单地说，机器人主要由执行机构、驱动和传动装置、传感器和控制器四大部分构成（如图）。执行机构：机器人的足、腿、手、臂、腰

2、及关节等，它是机器人运动和完成某项任务所必不可少的组成部分。驱动和传动装置：用来有效地驱动执行机构的装置，通常采用液压、电动和气动，有直接驱动和间接驱动二种方式。传感器：是机器人获取环境信息的工具，如视觉、听觉、嗅觉、触觉、力觉、滑觉和接近觉传感器等，它们的功能相当于人的眼、耳、鼻、皮肤及筋骨。控制器：是机器人的核心，它负责对机器人的运动和各种动作控制及对环境的识别。现代工业机器人的控制器都是由计算机控制系统组成，控制方式主要有示教再现、可编程控制、遥控和自主控制等多种方式。三菱公司产MOVEMASTER-EX五自由度机器人▲图4-2实验室中的

3、MOVEMASTER-EX机器人实物照片▼图4-3MOVEMASTER-EX五自由度机器人结构图美国UNIMATE公司产PUMA/560型六自由度机器人▲图4-4PUMA/560机器人▼图4-5PUMA/560六自由度机器人结构7.2.2机器人的工作原理机器人的工作原理是一个比较复杂的问题。简单地说，机器人的原理就是模仿人的各种肢体动作、思维方式和控制决策能力。从控制的角度，机器人可以通过如下四种方式来达到这一目标。1.“示教再现”方式：它通过“示教盒”或人“手把手”两种方式教机械手如何动作，控制器将示教过程记忆下来，然后机器人就按照记忆周而复

4、始地重复示教动作，如喷涂机器人。2.“可编程控制”方式：工作人员事先根据机器人的工作任务和运动轨迹编制控制程序，然后将控制程序输入给机器人的控制器，起动控制程序，机器人就按照程序所规定的动作一步一步地去完成，如果任务变更，只要修改或重新编写控制程序，非常灵活方便。大多数工业机器人都是按照前两种方式工作的。3.“遥控”方式：由人用有线或无线遥控器控制机器人在人难以到达或危险的场所完成某项任务。如防暴排险机器人、军用机器人、在有核辐射和化学污染环境工作的机器人等。4.“自主控制”方式：是机器人控制中最高级、最复杂的控制方式，它要求机器人在复杂的非结

5、构化环境中具有识别环境和自主决策能力，也就是要具有人的某些智能行为。7.2.3控制示教－再现即分为示教－存储－再现-操作四步进行。示教：方式有两种：(1)直接示教－手把手；(2)间接示教－示教盒控制。存储：保存示教信息。再现：根据需要，读出存储的示教信息向机器人发出重复动作的命令。控制信息顺序信息：各种动作单元（包括机械手和外围设备）按动作先后顺序的设定、检测等。位置信息：作业之间各点的坐标值，包括手爪在该点上的姿态，通常总称为位姿（POSE）。时间信息：各顺序动作所需时间，即机器人完成各个动作的速度。位置控制点位控制－PTP（PointtoP

6、oint）：只考虑起始点和目的点的位置，而不考虑两点之间的移动路径的控制方式，适用于上下料、点焊、搬运等；连续路径控制－CP（ContinuousPath）：不但要求机器人以一定的精度到达目标点，而且对其移动的轨迹形式有一定精度范围的要求。7.3操纵机器人操纵机器人实际上是一种人机系统，由人"操纵"代替"示教"。因此，人与机器人之间相互传递信息的问题就成为操纵机器人研究的重点。操纵机器人可分为两种类型：能力扩大式机器人：负重能力，动作范围放大数倍甚至数十倍，如空间机器人放置和回收卫星；遥控机器人：适用于特殊作业环境，如放射性物质，真空，有毒气体

7、等隔离工作环境。又如高空、建筑、宇宙、海洋开发、火山探测、军事战场等人不能到达的环境。主从式机器人与人协同动作7.4智能机器人第三代智能机器人应具备以下四种机能：运动机能：施加于外部环境，相当于人的手、脚等动作机能；感知机能：获取外部环境信息的能力，如视觉、触觉、听觉、力觉、距离感、接近觉等；思维能力：认识、推理、判断能力；人－机对话机能：理解指示命令，输出内部状态，与人进行信息交换的能力。智能机器人既不同于工业机器人的“示教－再现”，也不同于操纵机器人的“操纵”，而是一种“认知－适应"的工作方式。7.5机器人的应用机器人的应用十分广泛，在许多

8、领域机器人都得到了成功的应用或有着美好的应用前景。工业机器人工业机器人是应用最为成功和广泛的机器人，它的应用涉及到工业生产的各个方面，如焊接、装配、喷