第一章机器人技术及其应用概述

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1、机机器器人人技技术术基础基础参考教材：参考教材：1 1、芮延年主编，机器人技术及其应用，、芮延年主编，机器人技术及其应用，化学工业出版社。化学工业出版社。2 2、郭洪红主编，工业机器人技术，、郭洪红主编，工业机器人技术，西安电子科技大学出版社。西安电子科技大学出版社。3 3、刘极峰主编，机器人技术基础，、刘极峰主编，机器人技术基础，高等教育出版社。高等教育出版社。4 4、郭洪红主编，工业机器人运用技术，、郭洪红主编，工业机器人运用技术，科学出版社。科学出版社。第第1章章 机器人概述机器人概述理由之三：理由之三：理由之三：理由之三：机器人做人做不了的事情。机器人做人做不了的事情。比如比如人们对太

2、空的认识，对原子分子进行搬迁的人们对太空的认识，对原子分子进行搬迁的机器人机器人 为什么要发展机器人为什么要发展机器人? ?理由之二：理由之二：理由之二：理由之二：机器人做人不愿意做或做不好的机器人做人不愿意做或做不好的事。事。比如有毒的、高温的或危险的环境，汽比如有毒的、高温的或危险的环境，汽车生产线上的焊接工作车生产线上的焊接工作 机器人汽车焊接生产线机器人汽车焊接生产线理由之一：理由之一：理由之一：理由之一：提高生产效率降低人的劳动强度。提高生产效率降低人的劳动强度。比如焊机器人提高生产效率，提高汽车焊接比如焊机器人提高生产效率，提高汽车焊接的质量，降低工人的劳动强度的质量，降低工人的劳

3、动强度 汽车装配机器人汽车装配机器人1.1.1机器人的由来机器人的由来1.11.1 机器人学的发展机器人学的发展 机器人一词的出现：机器人一词的出现：1920年、捷克作家年、捷克作家 Karel CapekRossums Universal Robots，“Robota”（奴隶）写成了（奴隶）写成了“Robot ” 。 小说在小说在1924年和年和1927年的时候被纷纷传到了日本、法国年的时候被纷纷传到了日本、法国和欧洲国家，和欧洲国家，机器人这个名词机器人这个名词就向全世界铺展开来。就向全世界铺展开来。l l19501950年，美国作家埃萨克年，美国作家埃萨克年，美国作家埃萨克年，美国作家埃

4、萨克 阿西莫夫在他的科幻小说阿西莫夫在他的科幻小说阿西莫夫在他的科幻小说阿西莫夫在他的科幻小说I I，RobotRobot中首次使用了中首次使用了中首次使用了中首次使用了“ “Robotics”Robotics”，即，即，即，即“ “机机机机器人学器人学器人学器人学” ”。阿西莫夫提出了。阿西莫夫提出了。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机器人三原则机器人三原则” ”：11机器人不应伤害人类机器人不应伤害人类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且在人类受到伤害时不可袖手且在人类受到伤害时不可袖手且在人类受到伤害时不可袖手旁观；旁观；旁观

5、；旁观； 22机器人应遵守人类的命令，除非这种服从有害于人机器人应遵守人类的命令，除非这种服从有害于人机器人应遵守人类的命令，除非这种服从有害于人机器人应遵守人类的命令，除非这种服从有害于人类；类；类；类； 33机器人必须保护自身不受伤害，除非为了保护人类机器人必须保护自身不受伤害，除非为了保护人类机器人必须保护自身不受伤害，除非为了保护人类机器人必须保护自身不受伤害，除非为了保护人类或者是人类命令它作出牺牲或者是人类命令它作出牺牲或者是人类命令它作出牺牲或者是人类命令它作出牺牲 。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机器人学术界一直将这三原

6、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，则，则，则，阿西莫夫阿西莫夫阿西莫夫阿西莫夫因此被称为因此被称为因此被称为因此被称为“ “机器人学之父机器人学之父机器人学之父机器人学之父” ”。上世纪上世纪60年代，可实用机械的机器人被称为工业机年代，可实用机械的机器人被称为工业机器人器人上世纪上世纪80年代到现在，正越来越向智能化方向发展年代到现在，正越来越向智能化方向发展 因此，至今为止也没有一个统一的机器人的定义因此，至今为止也没有一个统一的机器人的定义因此，至今为止也没有一个统一的机器人的定义因此，至今为止也没有一个统一的机器人的定义。 机器人学是一门不断发展的科学

7、，对机器人的定机器人学是一门不断发展的科学，对机器人的定机器人学是一门不断发展的科学，对机器人的定机器人学是一门不断发展的科学，对机器人的定义也随其发展而变化。义也随其发展而变化。义也随其发展而变化。义也随其发展而变化。（2 2）美国机器人协会）美国机器人协会）美国机器人协会）美国机器人协会( (RIA)RIA)的定义：的定义：的定义：的定义：机器人是机器人是“一种用一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的，通过可编于移动各种材料、零件、工具或专用装置的，通过可编程序动作来执行种种任务的，并具有编程能力的多功能程序动作来执行种种任务的，并具有编程能力的多功能机械手机械手(manipulat

8、or)”。国际上，关于机器人的定义主要有以下几种：国际上，关于机器人的定义主要有以下几种：1.1.2机器人的定义机器人的定义（1 1）美国简明牛津字典的定义：）美国简明牛津字典的定义：）美国简明牛津字典的定义：）美国简明牛津字典的定义：机器人是机器人是“貌似人的自动机貌似人的自动机,具具有智力的和顺从于人的但不具人格的机器有智力的和顺从于人的但不具人格的机器”。（4 4）美国国家标准局）美国国家标准局( (NBS)NBS)的定义：的定义：机器人是机器人是“一种能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务的机械装置”。（3

9、 3）日日日日本本本本工工工工业业业业机机机机器器器器人人人人协协协协会会会会( (JIRA)JIRA)的的的的定定定定义义义义：工工业业机机器器人人是是“一一种种装装备备有有记记忆忆装装置置和和末末端端执执行行器器的的，能能够够转转动动并并通过自动完成各种移动来代替人类劳动的通用机器通过自动完成各种移动来代替人类劳动的通用机器”。（5）国际标准化组织国际标准化组织(ISO)的定义：的定义：“机器人是一种自动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械手具有几个轴，能够借

10、助于可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置，以执行种种任务料、零件、工具和专用装置，以执行种种任务”。 参参考考各各国国的的定定义义，即即可可认认为为：机机机机器器器器人人人人1)1)是是是是像像像像人人人人或或或或人人人人的的的的上上上上肢肢肢肢, ,并并并并能能能能模模模模仿仿仿仿人人人人的的的的动动动动作作作作;2);2)具具具具有有有有智智智智力力力力或或或或感感感感觉觉觉觉与与与与识识识识别别别别能能能能力力力力;3);3)是是是是人人人人造造造造的机器或机械电子装置。的机器或机械电子装置。的机器或机械电子装置。的机器或机械电子装置。1.1.3机器人的发展及应用机器人的发展

11、及应用1、古代机器人、古代机器人 春秋后期，春秋后期，鲁班曾制造过一只木鸟，能在空中飞行鲁班曾制造过一只木鸟，能在空中飞行“三日三日不下不下”。机器马车机器马车机器马车机器马车 西周时期，西周时期，出现了能歌善舞的伶人，出现了能歌善舞的伶人，这是我国最早记载的机器人。这是我国最早记载的机器人。汉代大科学家张衡汉代大科学家张衡不仅发明了地动仪，而且发明了计里鼓车。不仅发明了地动仪，而且发明了计里鼓车。每行一里，车上木人击鼓一下，每行十里，击钟一下。每行一里，车上木人击鼓一下，每行十里，击钟一下。 后汉三国时期，后汉三国时期，蜀国丞相诸葛亮成功地创造出了蜀国丞相诸葛亮成功地创造出了“木牛流木牛流马

12、马”。用其运送军粮，支援前方战争。用其运送军粮，支援前方战争。写字机器人写字机器人写字机器人写字机器人17381738年年，法国天才技师杰克，法国天才技师杰克戴戴瓦克逊瓦克逊发明了一只机器鸭。它会嘎嘎叫，会游泳和喝发明了一只机器鸭。它会嘎嘎叫，会游泳和喝水，还会进食和排泄。水，还会进食和排泄。 公元前公元前2世纪，世纪，亚历山大时代的古希腊人发明了最原始的亚历山大时代的古希腊人发明了最原始的机器人机器人自动机。可以自己开门，还可以借助蒸汽唱歌。自动机。可以自己开门，还可以借助蒸汽唱歌。1773年年，自动书写玩偶、自动演奏玩偶等，自动书写玩偶、自动演奏玩偶等被连续推出。现在保留下来的瑞士努萨蒂尔

13、历史被连续推出。现在保留下来的瑞士努萨蒂尔历史博物馆里的少女玩偶，还定期弹奏音乐供参观者博物馆里的少女玩偶，还定期弹奏音乐供参观者欣赏。欣赏。19世纪中叶世纪中叶出现了科学幻想派和机械制作派出现了科学幻想派和机械制作派。1886年年未来未来的夏娃的夏娃问世。在机械实物制造方面，问世。在机械实物制造方面，1893年摩尔制造了年摩尔制造了“蒸汽蒸汽人人”，“蒸汽人蒸汽人”靠蒸汽驱动双腿沿圆周走动。靠蒸汽驱动双腿沿圆周走动。 1927年年美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电电报箱报箱”，可以回答一些问题。，可以回答一些问题。 2、现代机器人、现代机

14、器人1952年年，第一台数控机床的诞生，为机器人的开发奠定了，第一台数控机床的诞生，为机器人的开发奠定了基础。基础。1954年年，美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请，美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。了专利。主从机器人主从机器人主从机器人主从机器人1948年，年，美国原子能委员会的美国原子能委员会的阿尔贡研究所开发了机械式的主阿尔贡研究所开发了机械式的主从机械手。从机械手。 1962年年美国美国AMF公司推出的公司推出的“VERSATRAN”和和UNIMATION公司推公司推出的出的“UNIMATE”是机器人产品最早的是机器人产品最早的实用机型（示教再现）。实用机型

15、（示教再现）。 VERSATRANUNIMATEl1965年年，MIT的的Roborts演示了第一个具有视觉传感器的、能演示了第一个具有视觉传感器的、能识别与定位简单积木的机器人系统识别与定位简单积木的机器人系统l1970年年在美国召开了第一届国际工业机器人学术会议在美国召开了第一届国际工业机器人学术会议l1973年年，辛辛那提，辛辛那提米拉克隆公司的理查德米拉克隆公司的理查德豪恩制造了第一豪恩制造了第一台由小型计算机控制的工业机器人台由小型计算机控制的工业机器人l1980年后年后，日本赢得了，日本赢得了“机器人王国机器人王国”的美称的美称 各种用途的机器人：各种用途的机器人：水下机器人、空间

16、机器人、空中机器人、地面机器人、微小水下机器人、空间机器人、空中机器人、地面机器人、微小型机器人等型机器人等德国排爆机器人德国排爆机器人德国排爆机器人德国排爆机器人相扑机器人相扑机器人无人驾驶振动式压路机无人驾驶振动式压路机机器鱼机器鱼“自由泳自由泳”“过龙门过龙门”在水中在水中“戏球戏球 ”自主地避开障碍物自主地避开障碍物机机器器鱼鱼我我国国研研制制的的排排爆爆机机器器人人70年代的萌芽期，年代的萌芽期，80年代的开发期和年代的开发期和90年代的适用化期。年代的适用化期。l1972年开始研制自己的工业机器人年开始研制自己的工业机器人l“七五七五”期间，完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发

17、，期间，完成了示教再现式工业机器人成套技术的开发，研制出了喷涂、点焊、弧焊和搬运机器人研制出了喷涂、点焊、弧焊和搬运机器人l1986年国家高技术研究发展计划（年国家高技术研究发展计划（863计划）开始实施计划）开始实施l上世纪上世纪90年代初期起，形成了一批机器人产业化基地年代初期起，形成了一批机器人产业化基地我国工业机器人的发展：我国工业机器人的发展： 日本和美国在日本和美国在日本和美国在日本和美国在2020世纪世纪世纪世纪6060年代就已经开始进行机器人年代就已经开始进行机器人年代就已经开始进行机器人年代就已经开始进行机器人的研究，与他们相比较，我国还存在较大的差距，因此的研究，与他们相比

18、较，我国还存在较大的差距，因此的研究，与他们相比较，我国还存在较大的差距，因此的研究，与他们相比较，我国还存在较大的差距，因此需要更多的人加入到发展机器人的事业中来。需要更多的人加入到发展机器人的事业中来。需要更多的人加入到发展机器人的事业中来。需要更多的人加入到发展机器人的事业中来。1.2 机器人的特点、结构与分类1.2.11.2.11.2.11.2.1机器人的主要特点机器人的主要特点机器人的主要特点机器人的主要特点-通用性和适应性通用性和适应性通用性和适应性通用性和适应性l l通用性（通用性（通用性（通用性（versatilityversatility）-可执行不同功能和完成不可执行不同功

19、能和完成不可执行不同功能和完成不可执行不同功能和完成不同任务的能力同任务的能力同任务的能力同任务的能力取决于其几何特征和机械能力取决于其几何特征和机械能力取决于其几何特征和机械能力取决于其几何特征和机械能力一般自由度越多，通用性越强一般自由度越多，通用性越强一般自由度越多，通用性越强一般自由度越多，通用性越强l l适应性（适应性（适应性（适应性（adaptivityadaptivity）-主要指其对工作环境变化主要指其对工作环境变化主要指其对工作环境变化主要指其对工作环境变化的适应能力的适应能力的适应能力的适应能力需具有（需具有（需具有（需具有（1 1）传感与测量环境变化的能力）传感与测量环境

20、变化的能力）传感与测量环境变化的能力）传感与测量环境变化的能力（2 2）分析任务和执行操作规划的能力）分析任务和执行操作规划的能力）分析任务和执行操作规划的能力）分析任务和执行操作规划的能力（3 3）自动执行指令能力）自动执行指令能力）自动执行指令能力）自动执行指令能力1.2.2机器人系统的结构三大部分：机械部分、传感部分和三大部分：机械部分、传感部分和控制部分。控制部分。六个子系统：驱动系统、机械系统、六个子系统：驱动系统、机械系统、感知系统、机器人感知系统、机器人环境交互系统、环境交互系统、人机交互系统和控制系统。人机交互系统和控制系统。1.2.21.2.2机器人系统的结构机器人系统的结构

21、l1.1.机械结构系统机械结构系统l机械结构系统是机器人的主体部分，由基座、手机械结构系统是机器人的主体部分，由基座、手臂、末端执行器三大件组成。臂、末端执行器三大件组成。l如果基座具备行走机构便构成行走机器人。如果基座具备行走机构便构成行走机器人。l如果基座不具备行走及腰转机构，构成单机器人如果基座不具备行走及腰转机构，构成单机器人臂。臂。l手臂一般由上臂、下臂和手腕组成手臂一般由上臂、下臂和手腕组成。l末端执行器连接在机械手的最后一个关节上。末端执行器连接在机械手的最后一个关节上。 1.2.21.2.2机器人系统的结构机器人系统的结构l2.2.驱动系统驱动系统l驱动系统是使各种机械部件产生

22、运动的装置。驱动系统是使各种机械部件产生运动的装置。l根据驱动源的不同，驱动系统可分为液压、气动根据驱动源的不同，驱动系统可分为液压、气动和电动三种以及把它们结合起来应用的综合系统。和电动三种以及把它们结合起来应用的综合系统。1.2.21.2.2机器人系统的结构机器人系统的结构l3.3.控制系统控制系统l控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序以控制系统的任务是根据机器人的作业指令程序以及从传感器反馈回来的信号支配机器人的执行机及从传感器反馈回来的信号支配机器人的执行机构去完成规定的运动和功能。构去完成规定的运动和功能。l机器人不具备信息反馈特征，为开环控制系统。机器人不具备信息反馈特征，为开

23、环控制系统。l若具备信息反馈特征，则为闭环控制系统。若具备信息反馈特征，则为闭环控制系统。l根据控制原理，控制系统又可分为程序控制系统、根据控制原理，控制系统又可分为程序控制系统、适应性控制系统和人工智能控制系统。适应性控制系统和人工智能控制系统。l根据控制运动的形式，控制系统还可分为点位控根据控制运动的形式，控制系统还可分为点位控制和轨迹控制。制和轨迹控制。1.2.21.2.2机器人系统的结构机器人系统的结构l4.感知系统感知系统l感知系统由内部传感器模块和外传感器模块组成，感知系统由内部传感器模块和外传感器模块组成，获取内部和外部环境状态中的有意义的信息，通获取内部和外部环境状态中的有意义

24、的信息，通过这些信息确定机械部件各部分的运行轨迹、速过这些信息确定机械部件各部分的运行轨迹、速度、位置和外部环境状态，使机械部件的各部分度、位置和外部环境状态，使机械部件的各部分按预定程序或者工作需要进行动作。按预定程序或者工作需要进行动作。 1.2.21.2.2机器人系统的结构机器人系统的结构l5.5.机器人机器人环境交互系统环境交互系统l机器人机器人环境交互系统是实现机器人与外环境交互系统是实现机器人与外部环境中的设备互相联系和协调的系统。部环境中的设备互相联系和协调的系统。 1.2.21.2.2机器人系统的结构机器人系统的结构l6.6.人机交互系统人机交互系统l人机交互系统是实现操作人员

25、参与机器人人机交互系统是实现操作人员参与机器人控制并与机器人进行联系的装置。通常指控制并与机器人进行联系的装置。通常指输入和输出设备。输入和输出设备。 1.2.31.2.3机器人的分类机器人的分类l1、按几何结构来分、按几何结构来分l直角坐标机器人直角坐标机器人这一类机器人其手部空间位置的改变通这一类机器人其手部空间位置的改变通过沿三个互相垂直的轴线的移动来实现过沿三个互相垂直的轴线的移动来实现，即沿着，即沿着X轴的纵向移动，沿着轴的纵向移动，沿着Y轴的轴的横向移动及沿着横向移动及沿着Z轴的升降轴的升降。特点特点:该形式机器人的位置精度高，该形式机器人的位置精度高，控制无耦合、简单，避障性好，

26、但结控制无耦合、简单，避障性好，但结构较庞大，动作范围小，灵活性差，构较庞大，动作范围小，灵活性差，难与其他机器人协调；移动轴的结构难与其他机器人协调；移动轴的结构较复杂，且占地面积较大。较复杂，且占地面积较大。 1.2.31.2.3机器人的分类机器人的分类圆柱坐标机器人圆柱坐标机器人这种机器人通过两个移动和这种机器人通过两个移动和个转动实现手部空间位置个转动实现手部空间位置的改变。的改变。特点：圆柱坐标型机器人的特点：圆柱坐标型机器人的位置精度仅次于直角坐标型，位置精度仅次于直角坐标型，控制简单，避障性好，但结控制简单，避障性好，但结构也较庞大，难与其他机器构也较庞大，难与其他机器人协调工作

27、，两个移动轴的人协调工作，两个移动轴的设计较复杂。设计较复杂。1.2.31.2.3机器人的分类机器人的分类l l球坐标机器人球坐标机器人球坐标机器人采用球坐标系，用一球坐标机器人采用球坐标系，用一个滑动关节和两个旋转关节来确定个滑动关节和两个旋转关节来确定部件的位置，再用一个附加的旋转部件的位置，再用一个附加的旋转关节确定部件的姿态。关节确定部件的姿态。特点：可以绕中心轴旋转，中心架特点：可以绕中心轴旋转，中心架附近的工作范围大，两个转动驱动附近的工作范围大，两个转动驱动装置容易密封，覆盖空间较大。但装置容易密封，覆盖空间较大。但该坐标复杂，难于控制，且直线驱该坐标复杂，难于控制，且直线驱动装

28、置仍存在密封和工作死区问题。动装置仍存在密封和工作死区问题。球坐标机器人的工作范围呈球缺状。球坐标机器人的工作范围呈球缺状。 1.2.31.2.3机器人的分类机器人的分类l关节坐标机器人关节坐标机器人关节机器人的关节全部都是旋转关节机器人的关节全部都是旋转的，类似于人的手臂，主要由立的，类似于人的手臂，主要由立柱、前臂和后臂组成柱、前臂和后臂组成。 其结构最紧凑，灵活性大，占地其结构最紧凑，灵活性大，占地面积最小，工作空间最大，能与面积最小，工作空间最大，能与其他机器人协调工作，避障性好，其他机器人协调工作，避障性好，但位置精度较低，有平衡问题，但位置精度较低，有平衡问题，控制存在耦合，故比较

29、复杂，这控制存在耦合，故比较复杂，这种机器人目前应用得最多。种机器人目前应用得最多。1.2.31.2.3机器人的分类机器人的分类l平面关节式机器人平面关节式机器人这种机器人可看作是关节这种机器人可看作是关节坐标式机器人的特例，只坐标式机器人的特例，只有平行的肩关节和肘关节，有平行的肩关节和肘关节，关节轴线共面。关节轴线共面。381.2.3 1.2.3 机器人的分类机器人的分类2 2、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 1.2.3 1.2.3 机器人的分类机器人的分类3 3、按用途划分、按用途划分弧焊机器人弧焊

30、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（1 1）工业机器人工业机器人40（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4120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工业机器人（一）工业机器人（一）弧焊机器人在工作中弧焊机器人在工作中42涂胶机器人涂胶机器人龙门式喷漆机器人

31、龙门式喷漆机器人SCARA型装配机器人型装配机器人工业机器人（二）工业机器人（二）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43“双双鹰”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特种机器人（一）特种机器人（一）44美国美国“别动队”无人机无人机法国法国无人机无人机微型无人机微型无人机特种机器人（二）特种机器人（二）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

32、手45特种机器人（三）特种机器人（三）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46特种机器人（四）特种机器人（四）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474 4、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

33、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l按机器人的性能指标分类按机器人的性能指标分类l机器人按照结构形态、负载能力和动作空间可类如下。l超大型机器人超大型机器人l超大型机器人

34、的负载能力为1000 kg以上。l大型机器人大型机器人l大型机器人的负载能力为1001000 kg，作业空间为10m2以上。l中型机器人中型机器人l中型机器人的负载能力为10100kg，作业空间为l一10m2。l小型机器人小型机器人l小型机器人的负载能力为0.110kg，作业空间为0.1一lm2。l超小型机器人超小型机器人l超小型机器人的负载能力为0.1kg以下，作业空间为0.1m2以下。自自由由度度（Degree of freedom） ：或或者者称称坐坐标标轴轴数数，自自由由度度是是指指机机器器人人所所具具有有的的独独立立坐坐标标轴轴运运动动的的数数目目，不不包包括括末末端端执执行行器器的

35、的开开合自由度。合自由度。 1.31.3 相关术语及性能指标相关术语及性能指标定定位位精精度度（Positioning accuracy）：指指机机器器人人手手部部实实际际到到达达位位置置与与目目标标位位置置之之间的差异，描述正确性。间的差异，描述正确性。 重重复复性性（Repeatability）或或重重复复精精度度：重重复复定定位位精精度度是是指指机机器器人人重重复复定定位位其其手手部部于于同同一一目目标标位位置置的的能能力力，可可以以用用标标准准差差这这个个统统计计量量来来表表示示，它它是是衡衡量量一列误差值的密集度，即重复度。一列误差值的密集度，即重复度。 工作空间（工作空间（Work

36、ingspace）：）：工作工作范围是指机器人手臂末端或手腕中心范围是指机器人手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的集合，也叫做工所能到达的所有点的集合，也叫做工作区域。一般不包括末端操作器本身作区域。一般不包括末端操作器本身所能到达的区域。所能到达的区域。速度（速度（Speed）速度和加速度是表明机器人运动特性的主要指标。速度和加速度是表明机器人运动特性的主要指标。最大工作速度，有的厂家是指机器人主要自由度上的最大工作速度，有的厂家是指机器人主要自由度上的最大稳定速度，有的厂家指手臂末端最大合成速度。最大稳定速度，有的厂家指手臂末端最大合成速度。承载能力（承载能力（Accuracy）承载能力是指机器人在工作范围内的任何位姿上所能承承载能力是指机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。受的最大质量。本章小结本章小结:机器人的外型不一定像人机器人的外型不一定像人机器人技术是集机械学、力学、电子学、机器人技术是集机械学、力学、电子学、生物学、生物学、控制论、人工智能、系统工程等多种学科于一体的控制论、人工智能、系统工程等多种学科于一体的综合性很强的新技术综合性很强的新技术重点掌握机器人的技术参数重点掌握机器人的技术参数Class is over.Bye-bye!