《绪论机器人》PPT课件.ppt

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1、机器人工学南通大学机械工程学院机械电子工程教研室教学内容基于工业机器人，在机器人的结构与运动分析方面作较深入的讲解（故名“工学”），兼顾介绍一般机器人，简单介绍大学生机器人大赛、一些实际的机器人研究项目，观察参与机器人实验.第一章绪论§1、机器人定义及其工作环境§2、机器人基本组成及技术参数§3、机器人的分类及应用§1机器人定义及工作环境机器人(robot)一词来源于1920年捷克作家卡雷尔·查培克所编写的戏剧中塑造一个具有人的外形、特征和功能，愿为人服务的机器奴仆(robota)。一、机器人的发展

2、、定义及特点1、机器人的由来与发展(1)幻想时期公元前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塔罗斯；我国东汉时期张衡发明的指南车、三国时期诸葛亮的木牛流马是世界上最早的机器人雏形；(2)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；(3)现代成形时期1954年，美国人乔治·德沃尔设计了第

3、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；1961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(GM)投入使用，这标志着第一代机器人的诞生。工业机器人是最早出现的一种机器人，顾名思义是在工业生产上应用的机器人。曾经，以日本为代表的汽车制造业需要大量劳力，为节省成本，适应大批量快速生产的要求，工业机器人得到迅猛发展。直至今天：1）日本成为机器人生产大国，美国为机器人研究大国2）机器人产业迅速发展3）机器人的应用遍及各领域4）机器人学兴

4、起5）机器人向智能化发展一些机器人的演示我曾经做过的视觉伺服机器人几个误区需要说明：1）当今机器人虽然得到了快速发展，但距离人的智能还有巨大差距。2）电影中呈现的高度智能机器人目前还远未实现，电影只是采用动画、电脑特技形式在画面上看上去如此，没有实物形式。3）目前的智能相对高的机器人主要还是设计者事先编制好程序，调试完毕的规定性动作或者使机器人在一定范围内能自主完成的某些动作。故而机器人智能发展仍然任重道远！国际上，关于机器人的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

5、机，具有智力和顺从于人的但不具人格的机器”。(2)美国工业机器人协会(RIA)的定义：工业机器人是“一种用于进行搬运材料、零件、工具等可再编程的多功能机械手，或通过不同程序的调用来完成各种工作任务的特种装置。”2、机器人的定义(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”。分两种情况来定义:工业机器人是"一种能够执行与人的上肢(手和臂)类似动作的多功能机器"。智能机器人是"

6、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"。目前没有统一的定义(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准问题，其中包括对机器人的

7、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)”。机器人的准确定义存在困难，而且其定义也随着时代在变化。这里简单地把具有下述性质的机器看作是机器人：①代替人进行工作（工作的自主性）：机器人能像人那样使用工具和机械，在一定程度上可以自主完成任务。3、机器人的基本特征与一般的自动化设备相区别②有通用性（工作的适应性）：既可简单地变换所进行的作业，又能按照工作状况的变化相应地进行工作。一般的玩

8、具机器人不能说有通用性。与只具备某单一仿人能力的简单装置相区别③直接对外界做工作：不仅是像计算机那样进行计算，而且能依据计算结果对外界产生作用、实施一系列动作。与只具备“思考”能力的机器相区别工业机器人最显著的特点:(1)可编程。(2)拟人化。(3)通用性。(4)机电一体化。1950美国科幻作家Assimov,提出“机器人三守则”：(1)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；(2)机器人必须绝对服从人类，除非这种服从有害于人类；(3)机器人必须保护自