工業(yè)機(jī)器人引論第一章

工業(yè)機(jī)器人趙臣電話：27400875第一章引論課程特點：

機(jī)、電、控、數(shù)等結(jié)合與綜合應(yīng)用專門性較強(qiáng)

考勤5次，平時成績20分課程目的：

介紹機(jī)器人學(xué)基本知識加強(qiáng)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用教育引導(dǎo)學(xué)生走進(jìn)機(jī)器人高科技大門一、機(jī)器人定義人：有手有腳、直立行走、有高度智能的高等動物；機(jī)器：減輕或替代人的體力勞動/腦力勞動的工具；機(jī)器人：

具有和人類上肢/下肢類似的功能； 能夠完成給定的工作； 具有智能；的機(jī)電裝置。二、機(jī)器人學(xué)研究目的

實現(xiàn)人類的一個夢想：造出一種類人的機(jī)器－機(jī)器人，幫助或替代人類完成工作任務(wù)！（?）三、機(jī)器人組成本體、操作臂、末端執(zhí)行器、傳感系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、移動系統(tǒng)、…1、操作器（Manipulator)：操作臂＋末端執(zhí)行器2、末端執(zhí)行器（end-effecter)：手爪、作業(yè)工具等3、內(nèi)部傳感器：用于機(jī)器人自身運(yùn)動信息測量等，如各關(guān)節(jié)軸的光電編碼器、平衡儀、…4、外部傳感器：用于機(jī)器人外部信息測量等，如視覺CCD、聽覺傳感器、觸覺傳感器、滑覺傳感器…5、驅(qū)動系統(tǒng)：電機(jī)驅(qū)動、液壓驅(qū)動、人工肌肉驅(qū)動、鋼絲驅(qū)動、…6、行走系統(tǒng)：足腿式、輪式、履帶式、…7、控制系統(tǒng)：控制柜、嵌入式系統(tǒng)、…8、…組成原則：根據(jù)任務(wù)需要、性能、成本等加以確定！基本組成：

操作臂＋末端執(zhí)行器＋控制器機(jī)器人外觀不一定完全像人！(?)四、機(jī)器人分類

制造業(yè)機(jī)器人：又稱工業(yè)機(jī)器人，用于制造領(lǐng)域；

非制造業(yè)機(jī)器人：用于非制造業(yè)，例如醫(yī)用機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、軍用機(jī)器人…重點：工業(yè)機(jī)器人！工業(yè)機(jī)器人又分為：

操作機(jī)器人(Manipulator

)：主要模仿人臂工作

物流機(jī)器人（AGV）：用于加工單元間物料輸送本課程主要講授操作機(jī)器人相關(guān)知識！非制造業(yè)機(jī)器人（智能機(jī)器人）是當(dāng)前研究的重點！五、應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人的優(yōu)越性

減輕或替代人的勞動，改善勞動條件。特別是惡劣環(huán)境、極限環(huán)境、危險環(huán)境下的工作等。

焊接機(jī)器人：煙、光、勞動強(qiáng)度、…

噴漆機(jī)器人：油漆毒性、…

裝配機(jī)器人：動作簡單、單調(diào)乏味、…提高勞動生產(chǎn)率。機(jī)器人動作快、不疲勞。提高產(chǎn)品質(zhì)量。機(jī)器人不受情緒、環(huán)境等影響。

工業(yè)機(jī)器人的大量應(yīng)用，是現(xiàn)代工業(yè)的顯著標(biāo)志之一！六、工業(yè)機(jī)器人主要應(yīng)用場合

惡劣、危險、極限環(huán)境下的工作。例如鍛壓、噴漆、焊接、水下、…

簡單、重復(fù)性勞動。如裝配作業(yè)等。

小批量、多品種生產(chǎn)。例如在柔性生產(chǎn)線中。七、機(jī)器人發(fā)展歷史“Robot”一詞由來：在捷克劇作家卡雷爾?恰佩克于1922年搬上紐約舞臺的戲劇《羅薩姆的萬能機(jī)器人》中首次出現(xiàn)。機(jī)器人三定律。（科幻小說家艾薩克?阿西莫夫）：第一定律，機(jī)器人不得傷害人；第二定律，機(jī)器人應(yīng)服從人的一切命令，但命令與第一定律相抵觸時例外；第三定律，機(jī)器人必須保護(hù)自己的存在，但不得與第一、第二定律相抵觸。主－從式操作手：美國二戰(zhàn)時核武研究?，F(xiàn)代機(jī)器人的故鄉(xiāng)：美國。56年，美國機(jī)器人元老英格伯格和德沃爾成立了“尤尼梅特”公司，并生產(chǎn)出了第一臺工業(yè)機(jī)器人——“Unimate”。1962年，機(jī)械與鑄造公司(AMF)研制出了“Verstran”工業(yè)機(jī)器人。這兩種機(jī)器人是世界上最早、最有名的機(jī)器人。70~80年代:美國機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的黃金時期：1974年CincinnatiMilacronT3(TheTomorrowTool)機(jī)器人；1978年Unimation公司推出PUMA(ProgrammableUniversalManipulatorforAssembly)機(jī)器人。1968年，斯坦福研究所研制出了世界上第一臺智能機(jī)器人。“機(jī)器人王國”日本：應(yīng)用機(jī)器人最廣泛的國家，其使用機(jī)器人的數(shù)量具世界第一位。1968年川崎重工從美國引進(jìn)Unimate機(jī)器人，并增加了視覺功能。1979年，山梨大學(xué)的牧野洋教授研制成功SCARA(SelectiveComplianceAssemblyRobotArm)，特別適合鉛垂方向裝配作業(yè)。1981年CarnegieMellon大學(xué)研制成功直接驅(qū)動機(jī)器人。智能機(jī)器人時代。AGV－AutomatedGuidedVehicle八、工業(yè)機(jī)器人“代”的劃分第一代：示教再現(xiàn)型機(jī)器人。主要用于簡單、重復(fù)性工作。第二代：帶感覺功能機(jī)器人。對外部環(huán)境具有一定的感知、處理能力。第三代：智能機(jī)器人（自律機(jī)器人）。能根據(jù)給定的任務(wù)自主完成工作。普及級實用級研究級19701980199020002010第一代第二代第三代圖1-1國際機(jī)器人發(fā)展情況九、目前狀況及發(fā)展趨勢工業(yè)發(fā)達(dá)國家：普及，現(xiàn)開始關(guān)注非制造業(yè)機(jī)器人。我國：

上個世紀(jì)70年代開始研究，先后列入國家“七.五”、“八.五”科技攻關(guān)計劃和“863”高技術(shù)計劃。 大廠應(yīng)用較廣：一汽焊裝生產(chǎn)線、二汽車體噴漆生產(chǎn)線、上汽總裝生產(chǎn)線、合叉AGV車間、昆煙AGV車間、…

與國際水平相比，尚有不小的差距！ 研究水平 工業(yè)基礎(chǔ) 就業(yè)壓力歡迎有志者加入到機(jī)器人研究行列中來?。?！參考書目吳振彪、王正家.工業(yè)機(jī)器人.華中科技大學(xué)出版社嚴(yán)學(xué)高.機(jī)器人學(xué).東南大學(xué)出版社JohnJ.Craig.IntroductiontoRobotics－MechanicsandControl.NewYork:Addison-WesleyPublishingCo.1989(有中譯本)PaulR.RobotManipulators:Mathematics,Programming,andControl.Massachusetts:TheMITPress,1985(有中譯本)朱世強(qiáng)、王宣銀.機(jī)器人技術(shù)及