一机器人相头概迷 1.1机器人的定义、分类及发展概况 1.1.1机器人的定义 美国机器人协会(RIA)的机器人定义:“机器人是用以搬运材料、零件、工 具的可编程序的多功能操作器或是通过可改变程序动作来完成各种作业的特殊机 械装置 且本工业机器人协会(JRA)的定义;“工业机器人是一种装备有记忆装置和末 端执行器( end effector)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 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” 国际标准化组织(SO)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、工具和专用裝置,以执行种种仼务
1 一 机器人相关概述 1.1 机器人的定义、分类及发展概况 1.1.1 机器人的定义 美国机器人协会（RIA）的机器人定义：“机器人是用以搬运材料、零件、工 具的可编程序的多功能操作器或是通过可改变程序动作来完成各种作业的特殊机 械装置。” 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（ end effector）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。” 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”。 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
一般认为机器人应具有的共同点为: 1)机器人的动作机构具有类似与人或其它生物的 某些器官的功能。 2)是一种自动机械装置,可以在无人参与下(独 立性),自动完成多种操作或动作功能,即具有通 用性。可以再编程,程序流程可变,即具有柔性(适 应性)。 3)具有不同程度的智能性,如记忆、感知、推理 决策、学习
2 ▪ 1）机器人的动作机构具有类似与人或其它生物的 某些器官的功能。 ▪ 2）是一种自动机械装置，可以在无人参与下（独 立性），自动完成多种操作或动作功能，即具有通 用性。可以再编程，程序流程可变，即具有柔性(适 应性）。 ▪ 3）具有不同程度的智能性，如记忆、感知、推理、 决策、学习。 一般认为机器人应具有的共同点为：
1.1.2机器人的发展历史 1920年,捷克作家卡雷尔卡佩克发表了科幻剧本《罗萨 姆的万能机器人》。卡佩克在剧本中把捷克语“ Robota”写 成了“ Robot”,引起了大家的广泛关注,被当成了机器人 词的起源。 1950年,美国作家埃萨克阿西莫夫在他的科幻小说《I, Robot》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”: 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。 机器人学术界一直将这三原则作为机器人开发的准则,阿 西莫夫因此被称为“机器人学之父
3 1.1.2 机器人的发展历史 1920年，捷克作家卡雷尔·卡佩克发表了科幻剧本《罗萨 姆的万能机器人》。卡佩克在剧本中把捷克语“Robota”写 成了“Robot”，引起了大家的广泛关注，被当成了机器人一 词的起源。 1950年，美国作家埃萨克·阿西莫夫在他的科幻小说《I， Robot》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。 机器人学术界一直将这三原则作为机器人开发的准则，阿 西莫夫因此被称为“机器人学之父”
1954年,美国人 George C. 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)成立,生产和销 售了第一台工业机器“ Unimate',即万能自动之意。 1962年,AMF.(机械与铸造)公司,研制出一台数控自 动通用机,取名“ Versatran”,即多用途搬运之意,并以 “ Industrial robot为商品广告投入市场。 计算机控制的机器人,1974 1978年,第一台PUMA机器人在 Unimation公司诞生 日本、西欧各国、前苏联也相断引进或自行研制工业机 器人。60~70年代是机器技术获得巨大发展的阶段
4 1954年，美国人George C. 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）成立，生产和销 售了第一台工业机器“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 动通用机，取名“Versatran”，即多用途搬运之意，并以 “Industrial Robot”为商品广告投入市场。 计算机控制的机器人，1974 1978年，第一台PUMA机器人在Unimation公司诞生。 日本、西欧各国、前苏联也相断引进或自行研制工业机 器人。60～70年代是机器技术获得巨大发展的阶段
80年代,机器人在发达国家的工业中大量普及应用,如焊 接、喷漆、搬运、装配。并向各个领域拓展,如航天、水下 排险、核工业等,机器人的感知技术得到相应的发展,产生 第二代机器人。 示教再现机器人,1982 90年代,机器人技术在发达国家应用更为广泛,如军用、 医疗、服务、娱乐等领域,并开始向智能型(第三代)机器 人发展。 多种机器人:工业机器人、移动机器人、拟人机器人、特 种机器人等,具有视觉、语音等功能,具有一定智能。 1998年:日本30万台,美国8万台,德国7万台
5 80年代，机器人在发达国家的工业中大量普及应用，如焊 接、喷漆、搬运、装配。并向各个领域拓展，如航天、水下、 排险、核工业等，机器人的感知技术得到相应的发展，产生 第二代机器人。 示教再现机器人，1982 90年代，机器人技术在发达国家应用更为广泛，如军用、 医疗、服务、娱乐等领域，并开始向智能型（第三代）机器 人发展。 多种机器人：工业机器人、移动机器人、拟人机器人、特 种机器人等，具有视觉、语音等功能，具有一定智能。 1998年：日本30万台，美国8万台，德国7万台
我国机器人技术发展现状 70年代后期开始研制“七五”“863”工业机器 人(国产占14左右) 特种机器人及智能机器人 水下(1000米,6000米无缆)排险爬壁管道防 核化侦查核工业用遥控移动 自动导引小车(AGV)步行机(双足,四足,六足) 地面军用智能车辆 其它(灵巧手,智能手爪,七自由度机器人等) 1999年“863”智能机器人主题产业化基地9个(哈工大 汽、沈阳自动化所、北京自动化所、大连华录、南开大 学、上海交大、上海大学、兵工58所)
6 我国机器人技术发展现状 ▪ 70年代后期开始研制 “七五” “863” 工业机器 人（国产占1/4左右） ▪ 特种机器人及智能机器人 ▪ 水下（1000米，6000米无缆） 排险 爬壁 管道 防 核化侦查 核工业用遥控移动 ▪ 自动导引小车（AGV） 步行机（双足，四足，六足） 地面军用智能车辆 ▪ 其它（灵巧手，智能手爪，七自由度机器人等） ▪ 1999年 “863”智能机器人主题产业化基地9个（哈工大、 一汽、沈阳自动化所、北京自动化所、大连华录、南开大 学、上海交大、上海大学、兵工58所）
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1.1.3机器人的分类 机器人的种类很多。可以按驱动形式、用途、结构和智能 水平等观点划分 气压驱动 1、按驱动形式液压驱动 直流伺服驱动 电驱动 交流伺服驱动 2、按用途划分 弧焊机器人 点焊机器人 (1)工业机器人{搬运机器人 装配机器人 喷涂机器人 抛光机器人
8 1.1.3 机器人的分类 机器人的种类很多。可以按驱动形式、用途、结构和智能 水平等观点划分 １、按驱动形式 气压驱动 液压驱动 电驱动 交流伺服驱动 直流伺服驱动 2、按用途划分 （1）工业机器人 弧焊机器人 点焊机器人 搬运机器人 装配机器人 喷涂机器人 抛光机器人
(2)特种机器人 空间机器人 水下机器人 军用机器人 固定式 轮式 教学机器人 服务机器人 (动式厘带式 足式 医用机器人 排险救灾机器人 蛇行
9 （2）特种机器人 空间机器人 水下机器人 军用机器人 教学机器人 服务机器人 医用机器人 排险救灾机器人 固定式 移动式 轮式 履带式 足式 蛇行
3按几何结构分类:利用机构特性分类 串联机器人:各连杆为串联 并联机器人:各连杆为并联
10 3 按几何结构分类：利用机构特性分类。 串联机器人：各连杆为串联 并联机器人：各连杆为并联