第一章機器人技術(shù)及其應(yīng)用概述

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1、單擊此處編輯母版標題樣式,*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,機器人技術(shù)及其應(yīng)用,彭中波,重慶交通大學(xué),機電與汽車工程學(xué)院,200,6,機器人的結(jié)構(gòu),機器人運動學(xué)（重點）,機器人靜力學(xué)（重點）,機器人動力學(xué)（重點）,本 課 程 主 要 內(nèi) 容：,機器人的控制,機器人的感覺,1.1,機器人的定義,第一章 機器人概述,機器人一詞的出現(xiàn)：,1920年、捷克作家、,Karel Capek,、,Rossums Universal Robots,，“,Robota”,（奴隸）寫成了“,Robot”,。,小說在,1924,年和,1927,年的時候被紛紛傳到了日本、法國和歐洲國家，,

2、機器人這個名詞,就向全世界鋪展開來。,故事情節(jié)：,帶感情 的機器人消滅了人類，一對男女機器人相愛，世界又起死回生。,上世紀60年代，可實用機械的機器人被稱為工業(yè)機器人,上世紀80年代到現(xiàn)在，正越來越向智能化方向發(fā)展,因此，至今為止也沒有一個統(tǒng)一的機器人的定義。,機器人學(xué)是一門不斷發(fā)展的科學(xué)，對機器人的定義也隨其,發(fā)展而變化。,（2）日本工業(yè)機器人協(xié)會(,JIRA),的定義：,工業(yè)機器人是“一種裝備有記憶裝置和末端執(zhí)行器(,end effector),的，能夠轉(zhuǎn)動并通過自動完成各種移動來代替人類勞動的通用機器”。,（1）美國機器人協(xié)會(,RIA),的定義：,機器人是“一種用于移動各種材料、零件、

3、工具或?qū)Ｓ醚b置的，通過可編程序動作來執(zhí)行種種任務(wù)的，并具有編程能力的多功能機械手(,manipulator)”。,國際上，關(guān)于機器人的定義主要有以下幾種：,（3）美國國家標準局(,NBS),的定義：,機器人是“一種能夠進行編程并在自動控制下執(zhí)行某些操作和移動作業(yè)任務(wù)的機械裝置”。,（4）國際標準化組織(,ISO),的定義：,“機器人是一種自動的、位置可控的、具有編程能力的多功能機械手，這種機械手具有幾個軸，能夠借助于可編程序操作來處理各種材料、零件、工具和專用裝置，以執(zhí)行種種任務(wù)”。,（5）我國對機器人的定義。,蔣新松院士,曾建議把機器人定義為“一種擬人功能的機械電子裝置”(,a mechan

4、tronic device to imitate some human functions)。,參考各國的定義，對機器人給出以下定義：,機器人,是一種計算機控制的可以編程的自動機械電子裝置，能感知環(huán)境，識別對象，理解指示命令，有記憶和學(xué)習(xí)功能，具有情感和邏輯判斷思維，能自身進化，能計劃其操作程序來完成任務(wù)。,1.2 機器人的發(fā)展及應(yīng)用,一、古代機器人,春秋后期，,魯班曾制造過一只木鳥，能在空中飛行“三日不下”。,機器馬車,西周時期，,出現(xiàn)了能歌善舞的伶人，這是我國最早記載的機器人。,公元前2世紀，,亞歷山大時代的古希臘人發(fā)明了最原始的機器人自動機?？梢宰约洪_門，還可以借助蒸汽唱歌。,漢代大科學(xué)

5、家張衡,不僅發(fā)明了地動儀，而且發(fā)明了計里鼓車。每行一里，車上木人擊鼓一下，每行十里擊鐘一下。,后漢三國時期，,蜀國丞相諸葛亮成功地創(chuàng)造出了“木牛流馬”。用其運送軍糧，支援前方戰(zhàn)爭。,寫字機器人,1738年,，法國天才技師杰克戴瓦克遜發(fā)明了一只機器鴨。它會嘎嘎叫，會游泳和喝水，還會進食和排泄。,19世,紀,紀中葉出現(xiàn)了,科,科學(xué)幻,想,想派和,機,機械制,作,作派,。,。,1886,年,未來的,夏,夏娃,問世。,在,在機械,實,實物制,造,造方面,，,，,1893,年摩爾制造,了,了“蒸汽人,”,”，“蒸汽,人,人”靠蒸汽,驅(qū),驅(qū)動雙腿沿,圓,圓周走動。,1773年，自動書寫,玩,玩偶、自動,演

6、,演奏玩偶等,被,被連續(xù)推出,。,?，F(xiàn)在保留,下,下來的瑞士,努,努薩蒂爾歷,史,史博物館里,的,的少女玩偶,，,，還定期彈,奏,奏音樂供參,觀,觀者欣賞。,1927年美國西屋公,司,司工程師溫,茲,茲利制造了,第,第一個機器,人,人“電報箱,”,”?？梢曰?答,答一些問題,。,。,二、現(xiàn)代機,器,器人,1952,年,，第一臺數(shù),控,控機床的誕,生,生，為機器,人,人的開發(fā)奠,定,定了基礎(chǔ)。,1954年美國戴沃爾,最,最早提出了,工,工業(yè)機器人,的,的概念，并,申,申請了專利,。,。,主從機器人,1948年,，,，,美國原子能,委,委員會的阿,爾,爾貢研究所,開,開發(fā)了機械,式,式的主從機,械

7、,械手。,1962年美國,AMF,公司推出的,“,“,VERSATRAN”,和,UNIMATION,公司推出的,“,“,UNIMATE”,是機器人產(chǎn),品,品最早的實,用,用機型（示,教,教再現(xiàn)）。,VERSATRAN,UNIMATE,1965年，,MIT,的,Roborts,演示了第一,個,個具有視覺,傳,傳感器的、,能,能識別與定,位,位簡單積木,的,的機器人系,統(tǒng),統(tǒng),1970年在美國召開,了,了第一屆國,際,際工業(yè)機器,人,人學(xué)術(shù)會議,1973年，辛辛那提,米拉克隆,公,公司的理查,德,德豪恩制,造,造了第一臺,由,由小型計算,機,機控制的工,業(yè),業(yè)機器人,1980年,后,后，日本贏得,

8、了,了“機器人,王,王國”的美,稱,稱,各種用途的,機,機器人：,水下機器人,、,、空間機器,人,人、空中機,器,器人、地面,機,機器人、微,小,小型機器人,等,等,新的機器人,名,名稱：,“軟件機器,人,人”、“網(wǎng),絡(luò),絡(luò)機器人”,、,、機器人,化,化機器,德國排爆機器人,相撲機器人,無人駕駛振動式壓路機,機器魚“自由泳”,“過龍門”,在水中“戲球”,自主地避開障礙物,機器魚,我國研制的排爆機器人,70年代的,萌,萌芽期，80年代的開,發(fā),發(fā)期和90,年,年代的適用,化,化期。,1972年,開,開始研制自,己,己的工業(yè)機,器,器人,“七五”期,間,間，完成了,示,示教再現(xiàn)式,工,工業(yè)機器人,

9、成,成套技術(shù)的,開,開發(fā)，研制,出,出了噴涂、,點,點焊、弧焊,和,和搬運機器,人,人,1986年,國,國家高技術(shù),研,研究發(fā)展計,劃,劃（863,計,計劃）開始,實,實施,上世紀90,年,年代初期起,，,，形成了一,批,批機器人產(chǎn),業(yè),業(yè)化基地,我國工業(yè)機,器,器人的發(fā)展,：,：,日本和美國,在,在20世紀60年代就,已,已經(jīng)開始進,行,行機器人的,研,研究，與他,們,們相比較，,我,我國還存在,較,較大的差距,，,，因此需要,更,更多的人加,入,入到發(fā)展機,器,器人的事業(yè),中,中來。,3.按機,器,器人的智能,程,程度分,（1）一般機器人,：,：只具有一般,編,編程能力和,操,操作功能,（

10、2）智能機器人,：,：具有不同程,度,度的智能,傳感型機器,人,人,交互型機器,人,人,自主型機器,人,人,理由之三：機器人做人,做,做不了的事,情,情。比如人們對,太,太空的認識,，,，對原子分,子,子進行搬遷,的,的機器人,為什么要發(fā),展,展機器人?,理由之二：機器人做人,不,不愿意做或,做,做不好的事,。,。比如有毒的,、,、高溫的或,危,危險的環(huán)境,，,，汽車生產(chǎn),線,線上的焊接,工,工作,機器人汽車焊接生產(chǎn)線,理由之一：提高生產(chǎn)效,率,率降低人的,勞,勞動強度。比如焊機器,人,人提高生產(chǎn),效,效率，提高,汽,汽車焊接的,質(zhì),質(zhì)量，降低,工,工人的勞動,強,強度,汽車裝配機器人,本章小結(jié):,機器人的外,型,型不一定像,人,人,機器人技術(shù),是,是集機械學(xué),、,、力學(xué)、電,子,子學(xué)、生,物,物學(xué)、控制,論,論、人工智,能,能、系統(tǒng)工,程,程等多種學(xué),科,科于一體的,綜,綜合性很強,的,的新技術(shù),Classis over.Bye-bye!,演講完畢，,謝,謝謝觀看！,