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1、欢迎来到美术课堂欢迎来到美术课堂2提纲提纲一一 机器人的概念机器人的概念二二 机器人的发展机器人的发展三三 机器人的应用机器人的应用四四 机器人的分类机器人的分类五五 工业机器人常用术语工业机器人常用术语3机器人概念机器人概念什么是机器人？什么是机器人？一般的理解：一般的理解：机器人是具有一些类似人的功能的机械电子装置或者叫自动化装置，它是个机器。特点：特点：1.有类人的功能。作业功能；感知功能；行走功能；能完成各种动作.2.根据人的编程能自动的工作。通过编程改变它的工作、动作、工作的对象和工作的一些要求。3.是人造的机器或机械电子装置，仍然是个机器 机器人学是一门不断发展的科学，上世纪60年
2、代，可实用机械机器人被称为工业机器人；上世纪80年代到现在，正越来越向智能化方向发展。因此，对机器人的定对机器人的定义也随其发展而变化。义也随其发展而变化。4机器人概念机器人概念本田的ASIMO机器人lASIMO百度百科词条：lASIMOWIKIpetdia：本田ASIMO表演手势http:/ 国际上对机器人的定义很多国际上对机器人的定义很多The Webster dictionary (Webster, 1993) : The Webster dictionary (Webster, 1993) : “An automatic device that performs functions n
3、ormally An automatic device that performs functions normally ascribed to humans or a machine in the form of a ascribed to humans or a machine in the form of a human.human.” 一个自动化设备，它能执行通常由人执行的任务；一个自动化设备，它能执行通常由人执行的任务；或一个人型的机器或一个人型的机器美国机器人学会（美国机器人学会（The Robot Institute of AmericaThe Robot Institute o
4、f America，1979) 1979) : : “A reprogrammable, multifunctional manipulator A reprogrammable, multifunctional manipulator designed to move materials, parts, tools, or designed to move materials, parts, tools, or specialized devices through various programmed motions specialized devices through various
5、programmed motions for the performance of a variety of tasks.for the performance of a variety of tasks.” 一个可再一个可再编程的多功能操作器，用来移动材料、零部件、工具等；或一编程的多功能操作器，用来移动材料、零部件、工具等；或一个通过编程用于完成各种任务的专用设备。个通过编程用于完成各种任务的专用设备。ISOISO，19871987：工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能，能完成各工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能，能完成各种作业的可编程操作机。种作业的可编程操作机。6机器
6、人概念机器人概念7机器人概念机器人概念Articulatedweldingrobotsusedinafactory,atypeofindustrialrobot.APickandPlacerobotinafactory8机器人概念机器人概念性能强大美国军用机器人展逆天战力9机器人概念机器人概念从完整的更为深远的机器人定义来看，应该更强调机器人智能智能，因此，机器人的定义是能够感知环境，能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断思维的机器。机机机机器器器器人人人人是是是是一一一一种种种种计计计计算算算算机机机机控控控控制制制制的的的的可可可可以以以以编编编编程程程程的的的的自自自自动动动动机机机机械械
7、械械电电电电子子子子装装装装置置置置，能能能能感感感感知知知知环环环环境境境境，识识识识别别别别对对对对象象象象，理理理理解解解解指指指指示示示示命命命命令令令令，有有有有记记记记忆忆忆忆和和和和学学学学习习习习功功功功能能能能，具具具具有有有有情情情情感感感感和和和和逻逻逻逻辑辑辑辑判判判判断断断断思思思思维维维维，能能能能自自自自身身身身进进进进化化化化，能能能能计划其操作程序来完成任务。计划其操作程序来完成任务。计划其操作程序来完成任务。计划其操作程序来完成任务。10提纲提纲一一 机器人的概念机器人的概念二二 机器人的发展机器人的发展三三 机器人的应用机器人的应用四四 机器人的分类机器人
8、的分类五五 工业机器人常用术语工业机器人常用术语11机器人的发展机器人的发展简单说，机器人有三个方面是我们必要去发展的理由：一个是机器人做人不愿意做的事做人不愿意做的事，把人从有毒的、有害的、高温的或危险的，这样的环境中解放出来，机器人可以做人做不好的活做人做不好的活，比方说在汽车生产线上工人天天拿着一百多公斤的焊钳，一天焊几千个点，做重复性的劳动，一方面他很累，但是产品的质量仍然很低；另一方面机器人做人做不了的活机器人做人做不了的活，这也是非常重要的机器人发展的一个理由，比方说人们对太空的认识，人上不去的时候，叫机器人上天，上月球，以及到海洋，进入到人体的小机器人，以及在微观环境下，对原子分
9、子进行搬迁的机器人，都是人们不可达的工作。上述方面的三个问题，也就是说机器人发展的三个理由。 为什么要发展机器人？12机器人的发展机器人的发展 1920 1920年，捷克作家卡雷尔年，捷克作家卡雷尔卡佩克发表了科幻剧本卡佩克发表了科幻剧本罗罗萨姆的万能机器人萨姆的万能机器人。卡佩克在剧本中把捷克语。卡佩克在剧本中把捷克语“RobotaRobota”写成了写成了“RobotRobot”，引起了大家的广泛关注，被当成了机器人，引起了大家的广泛关注，被当成了机器人一词的起源。一词的起源。 1950 1950年，美国作家埃萨克年，美国作家埃萨克阿西莫夫在他的科幻小说阿西莫夫在他的科幻小说I I，Rob
10、otRobot中首次使用了中首次使用了“RoboticsRobotics” ，即，即“机器人学机器人学”。阿西莫夫提出了阿西莫夫提出了“机器人三原则机器人三原则”：1 1 机器人不应伤害人类机器人不应伤害人类, ,且在人类受到伤害时不可袖手旁观；且在人类受到伤害时不可袖手旁观； 2 2 机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外；机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外； 3 3 机器人应能保护自己，与第一条相抵触者除外。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则，阿西莫夫
11、因此被称为“机器人学之父机器人学之父”。13机器人的发展机器人的发展19541954年，美国人年，美国人G.Devol G.Devol 和和J.EnglebergerJ.Engleberger设计了一设计了一台可编程的机器人并在台可编程的机器人并在19561956年获得美国专利年获得美国专利19601960年，年，ConderConder公司购买专利并制造了样机。公司购买专利并制造了样机。19611961年，年， UnimationUnimation公司（通用机械公司）成立，生公司（通用机械公司）成立，生产和销售了第一台工业机器产和销售了第一台工业机器“UnimateUnimate”，即万能自
12、，即万能自动之意。动之意。 Engleberger Engleberger 被称为被称为“机器人之父机器人之父”。19621962年，年，A.M.F.A.M.F.（机械与铸造）公司，研制出一台（机械与铸造）公司，研制出一台数控自动通用机，取名数控自动通用机，取名“VersatranVersatran”，即多用途搬，即多用途搬运之意，并以运之意，并以“Industrial RobotIndustrial Robot”为商品广告投入为商品广告投入市场。市场。 19671967年，年， UnimationUnimation公司第一台喷涂用机器人出口到公司第一台喷涂用机器人出口到日本川崎重工业公司。日
13、本川崎重工业公司。 Unimates 机器人lUnimatesWIKIpetdia：l其他介绍：http:/www.robothalloffame.org/inductees/03inductees/unimate.html14机器人的发展机器人的发展19671967年，年， UnimationUnimation公司第一台喷涂用机器人出公司第一台喷涂用机器人出口到日本川崎重工业公司。口到日本川崎重工业公司。19681968年，第一台智能机器人年，第一台智能机器人ShakeyShakey在斯坦福研究在斯坦福研究所诞生。所诞生。 19721972年，年，IBMIBM公司开发出直角坐标机器人。公司开
14、发出直角坐标机器人。 19731973年，年，Cincinnati MilacronCincinnati Milacron公司推出公司推出T3T3型机型机器人。器人。 19781978年，第一台年，第一台PUMAPUMA机器人在机器人在UnimationUnimation公司诞公司诞生。这标志着工业机器人技术已经完全成熟。生。这标志着工业机器人技术已经完全成熟。PUMAPUMA至今仍然工作在工厂第一线。至今仍然工作在工厂第一线。 19821982年，年，WestinghouseWestinghouse公司兼并公司兼并UnimationUnimation公司，公司，随后又卖给了瑞士的随后又卖给了
15、瑞士的StaubliStaubli公司。公司。PUMA 机器人15机器人的发展机器人的发展1984年 英格伯格再推机器人Helpmate，这种机器人能在医院里为病人送饭、送药、送邮件。同年，他还预言：“我要让机器人擦地板，做饭，出去帮我洗车，检查安全”。1998年 丹麦乐高公司推出机器人(Mind-storms)套件，让机器人制造变得跟搭积木一样，相对简单又能任意拼装，使机器人开始走入个人世界。1999年 日本索尼公司推出犬型机器人爱宝(AIBO)，当即销售一空，从此娱乐机器人成为目前机器人迈进普通家庭的途径之一。2002年 丹麦iRobot公司推出了吸尘器机器人Roomba，它能避开障碍，自
16、动设计行进路线，还能在电量不足时，自动驶向充电座。Roomba是目前世界上销量最大、最商业化的家用机器人。2006年 6月，微软公司推出Microsoft Robotics Studio，机器人模块化、平台统一化的趋势越来越明显，比尔盖茨预言，家用机器人很快将席卷全球16机器人的发展机器人的发展主要机器人厂家主要机器人厂家日本：日本：MotomanMotoman、OTCOTC、PanasonicPanasonic、FANUCFANUC等等美国：美国：AdeptAdept等等欧洲：奥地利欧洲：奥地利IGMIGM、德国德国CLOOSCLOOS、KUKAKUKA、瑞典瑞典ABBABB、瑞士瑞士Sta
17、ubliStaubli、意大利、意大利 Comau Comau 韩国：韩国：HYUNDAIHYUNDAI沈阳新松沈阳新松 首钢莫托曼首钢莫托曼 上海上海ABBABBFANUC欧洲十大知名工业机器人企业盘点http:/ 机器人的概念机器人的概念二二 机器人的发展机器人的发展三三 机器人的应用机器人的应用四四 机器人的分类机器人的分类五五 工业机器人常用术语工业机器人常用术语20机器人的应用机器人的应用全系列点焊机器人，适用于汽车整车及零部件的点焊作业解决方案。工业点焊机器人的优点包括：稳定和提高焊接质量，保证其均一性；提高生产率，一天可24小时连续生产；改善工人劳动条件，可在有害环境下长期工作；
18、降低对工人操作技术的要求；缩短产品改型换代的周期，减少相应的投资设备；可实现批量产品焊接自动化；节省地面空间；点焊系统21机器人的应用机器人的应用各种规格的弧焊机器人，适用于汽车零部件行业及一般产业的需求。工业弧焊机器人的优点包括：稳定和提高焊接质量，保证其均一性；提高生产率，一天可24小时连续生产；改善工人劳动条件，可在有害环境下长期工作；降低对工人操作技术的要求；缩短产品改型换代的周期，减少相应的投资设备；可实现批量产品焊接自动化；节省地面空间弧焊系统22机器人的应用机器人的应用采用机器人上下料在机床行业内正在逐步大量使用，包括数控车床上下料机器人、数控冲床上下料机器人、数控加工中心上下料
19、机器人等等。机床上下料机器人的优点包括：更大的灵活性，从固定的自动化；通过机器人视觉减少到最小的错误；具有高速性能的最大化吞吐量；超长的系统运行时间；机器人上下料系统视频：1）广州数控工业机器人实现车间自动化加工车间2）KUKA工业机器人玻璃包边3）ABB工业机器人IRB120协同装配鼠标视频23提纲提纲一一 机器人的概念机器人的概念二二 机器人的发展机器人的发展三三 机器人的应用机器人的应用四四 机器人的分类机器人的分类五五 工业机器人常用术语工业机器人常用术语24机器人的分类机器人的分类机器人的种类很多。可以按驱动形式、用途、结构和智能机器人的种类很多。可以按驱动形式、用途、结构和智能水平
20、等观点划分水平等观点划分 、按驱动形式、按驱动形式 气压驱动气压驱动 液压驱动液压驱动 电驱动电驱动 交流伺服驱动交流伺服驱动 直流伺服驱动直流伺服驱动 2 2、按用途划分、按用途划分（1 1）工业机器人）工业机器人弧焊机器人弧焊机器人点焊机器人点焊机器人搬运机器人搬运机器人装配机器人装配机器人喷涂机器人喷涂机器人抛光机器人抛光机器人25机器人的分类机器人的分类20公斤点焊机器人公斤点焊机器人点焊机器人在工作中点焊机器人在工作中6公斤弧焊机器人公斤弧焊机器人弧焊机器人在工作中弧焊机器人在工作中26机器人的分类机器人的分类涂胶机器人涂胶机器人龙门式喷漆机器人龙门式喷漆机器人SCARA型装配机器人
21、型装配机器人搬运机器人搬运机器人码垛机器人码垛机器人喷漆机器人喷漆机器人27机器人的分类机器人的分类（2 2）特种机器人）特种机器人空间机器人空间机器人 水下机器人水下机器人军用机器人军用机器人教学机器人教学机器人 服务机器人服务机器人 医用机器人医用机器人 排险救灾机器人排险救灾机器人 固定式固定式移动式移动式轮式轮式履带式履带式足式足式蛇行蛇行28机器人的分类机器人的分类美国美国“别动队”无人机无人机法国法国“红隼隼”无人机无人机微型无人机微型无人机豹式豹式排雷机器人排雷机器人“徘徊者徘徊者”侦察机器人侦察机器人“手推手推车”机器人机器人机器人助手机器人助手29机器人的分类机器人的分类“双
22、双鹰”水下机器人水下机器人水下水下扫雷雷机器人机器人“探索者号探索者号”水下机器人水下机器人Spirit火星漫游车火星漫游车 Marshod 火星漫游车火星漫游车Canada Arm 太空机械臂太空机械臂30机器人的分类机器人的分类足球机器人足球机器人AIBO机器狗机器狗指挥机器人指挥机器人迎宾机器人迎宾机器人导盲机器人导盲机器人跳舞机器人跳舞机器人医疗机器人医疗机器人31机器人的分类机器人的分类管内机器人管内机器人隧道隧道凿岩岩机器人机器人大型大型喷浆机器人机器人室外保安室外保安机器人机器人德国排爆机器人德国排爆机器人消防消防机器人机器人防暴防暴机器人机器人32机器人的分类机器人的分类3 3
23、、按智能水平划分、按智能水平划分分分 类类 名名 称称简简 要要 解解 释释人工操作装置有几个自由度，有操作员操纵，能实现若干预定的功能。固定顺序机器人按预定的不变顺序及条件，依次控制机器人的机械动作。可变顺序机器人按预定的顺序及条件，依次控制机器人的机械动作。但顺序和条件可作适当改变。示教再现型机器人通过手动或其它方式，先引导机器人动作，记录下工作程序，机器人则自动重复进行作业。数控型机器人不必使机器人动作，通过数值、语言等为机器人提供运动程序，能进行可变程伺服控制。感知型机器人利用传感器获取的信息控制机器人的动作。机器人对环境有一定的适应性。智能机器人机器人具有感知和理解外部环境的能力，即
24、使环境发生变化，也能够成功的完成任务。第一代第一代第二代第二代第三代第三代33提纲提纲一一 机器人的概念机器人的概念二二 机器人的发展机器人的发展三三 机器人的应用机器人的应用四四 机器人的分类机器人的分类五五 工业机器人常用术语工业机器人常用术语34工业机器人常用术语工业机器人常用术语关节（关节（Joint）：即运动副，允许机器人手臂各零件之间发生：即运动副，允许机器人手臂各零件之间发生相对运动的机构。相对运动的机构。连杆连杆（Link）：）：机器人手臂上被相邻机器人手臂上被相邻两关节分开的部分。两关节分开的部分。35工业机器人常用术语工业机器人常用术语自自由由度度（Degree of fr
25、eedom） ：或或者者称称坐坐标标轴轴数数，是是指指描描述述物物体体运运动动所所需需要要的的独独立立坐坐标标数数。手手指指的的开开、合合，以以及及手手指指关节的自由度一般不包括在内。关节的自由度一般不包括在内。刚刚度度（Stiffness）：机机身身或或臂臂部部在在外外力力作作用用下下抵抵抗抗变变形形的的能能力力。它它是是用用外外力力和和在在外外力力作作用用方方向向上上的的变变形形量量（位位移移）之之比来度量。比来度量。36工业机器人常用术语工业机器人常用术语定定位位精精度度（Positioning accuracy）：指指机机器器人人末末端端参参考考点点实实际际到到达达的的位位置置与与所所
26、需需要要到到达达的的理理想想位位置置之之间间的的差距。差距。重重复复性性（Repeatability）或或重重复复精精度度： 在在相相同同的的位位置置指指令令下下，机机器器人人连连续续重重复复若若干干次次其其位位置置的的分分散散情情况况。它它是是衡衡量量一一列列误误差差值值的的密集程度，即重复度。密集程度，即重复度。oo37工业机器人常用术语工业机器人常用术语工作空间（工作空间（Working space）：）：机机器人手腕参考点或末端操作器安装器人手腕参考点或末端操作器安装点（不包括末端操作器）所能到达点（不包括末端操作器）所能到达的所有空间区域，一般不包括末端的所有空间区域，一般不包括末端操作器本身所能到达的区域。操作器本身所能到达的区域。38工业机器人常用术语工业机器人常用术语39工业机器人常用术语工业机器人常用术语40工业机器人常用术语工业机器人常用术语41谢谢！
