VEX智能机器人课程第一讲

1、Think. Create. Build. Amaze. Vex.VEX 智能教育机器人智能教育机器人 课程安排课程安排v1周周 机器人概述机器人概述v2周周 VEX机器人概述机器人概述v35周周 VEX机器人硬件机器人硬件v68周周 VEX机器人硬件实验机器人硬件实验v911周周 VEX机器人软件机器人软件v1214周周 VEX机器人综合实验机器人综合实验v1517周周 VEX机器人竞赛（考核）机器人竞赛（考核）v18周周 VEX智能机器人课程期末评比智能机器人课程期末评比v课程考核方式：考查（平时课程考核方式：考查（平时60%+期末期末40%）一、机器人概述一、机器人概述u学习目标学习目标

2、 了解机器人的定义和发展历程了解机器人的定义和发展历程 知道机器人的分类及应用方向知道机器人的分类及应用方向 了解机器人的硬件组成及相关技术了解机器人的硬件组成及相关技术1、机器人的产生、机器人的产生机器人一词源自机器人一词源自1920年的科幻剧罗萨姆的万能机器人年的科幻剧罗萨姆的万能机器人1、机器人的产生、机器人的产生二战后汽车工业的高速发展二战后汽车工业的高速发展工业机器人应运而生工业机器人应运而生1、机器的产生、机器的产生1959年用于工业生产的机器人年用于工业生产的机器人“尤尼梅特（尤尼梅特（Unimate,万能自动）万能自动）” 现代机器人诞生的标志现代机器人诞生的标志1、机器人的产

3、生、机器人的产生v机器人的定义机器人的定义l美国机器人协会（RIA）的定义：一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置，通过可编程动作来执行各种任务并具有编程能力的多功能机械手。l日本工业机器人协会（JIRA）的定义：一种装备有记忆装置和末端执行器，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。l国际标准化组织（ISO）的定义：一种自动、位置可控、具有编程能力的多功能机械手，这种机械手有几根轴，能够借助可编写的程序操作来处理各种材料、零件、工具或专用装置，从而执行各种任务。l现代汉语词典（第5版）中的定义：一种自动机械。由计算机控制，具有一定的人工智能，能代替人做某些事情。2、机器人

4、的发展、机器人的发展v现代机器人的发展大致经历了三个成长阶段现代机器人的发展大致经历了三个成长阶段 示教再现型机器人示教再现型机器人 可编程机器人可编程机器人 智能机器人智能机器人2、机器人的发展、机器人的发展v示教再现型机器人示教再现型机器人2、机器人的发展、机器人的发展v可编程机器人可编程机器人2、机器人的发展、机器人的发展v智能机器人智能机器人2、机器人的发展、机器人的发展v美国美国 19621962年研制出世界上第一台工业机器人，成为机器人诞生地。年研制出世界上第一台工业机器人，成为机器人诞生地。 20 20世纪世纪8080年代，美国开始重视机器人研究，把机器人看成美国再工业年代，美国

5、开始重视机器人研究，把机器人看成美国再工业化的特征。化的特征。 美国成为机器人强国之一。主要表现在：美国成为机器人强国之一。主要表现在：l 机器人性能可靠，功能全面，精确度高；l 机器人语言研究发展较快，语言类型多、应用广、水平高；l 机器人智能技术研究深入，其视觉、触觉等人工智能技术已在航天、 汽车工业中广泛应用；l 高智能、高难度的军用机器人、太空机器人等发展迅猛，主要用于扫雷、布雷、侦察、站岗及太空探测等。2、机器人的发展、机器人的发展v日本日本 日本在日本在2020世纪世纪6060年代末处于经济高速发展时期，为解决劳动力不足，年代末处于经济高速发展时期，为解决劳动力不足，1967196

6、7年，日本从美国引进机器人及其技术，建立生产车间。日本政府大年，日本从美国引进机器人及其技术，建立生产车间。日本政府大力扶植机器人的推广应用，短短几十年，日本就成为力扶植机器人的推广应用，短短几十年，日本就成为“机器人王国机器人王国”。2、机器人的发展、机器人的发展v中国中国 我国工业机器人的研究始于我国工业机器人的研究始于2020世纪世纪7070年代，由于当时经济体制等因年代，由于当时经济体制等因素的制约，发展比较缓慢，研究和应用水平也比较低。素的制约，发展比较缓慢，研究和应用水平也比较低。 1985 1985年我国把工业机器人列入国家年我国把工业机器人列入国家“七五七五”科技公关计划的研究

7、重科技公关计划的研究重点，全方位的推动了我国工业机器人的研究与应用。点，全方位的推动了我国工业机器人的研究与应用。 1990 1990年，工业喷漆机器人年，工业喷漆机器人PJ-1PJ-1完成，这是我国第一个喷漆机器人。完成，这是我国第一个喷漆机器人。 20 20世纪世纪9090年代后，在国家年代后，在国家“863”“863”计划的支持下，我国工业机器人又计划的支持下，我国工业机器人又 在实践中迈出了一大步，具有自主知识产权的点焊、弧焊、装配、喷漆、在实践中迈出了一大步，具有自主知识产权的点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等切割、搬运、包装码垛等7 7种工业机器人产品相继问世。种工业机

8、器人产品相继问世。19971997年年6 6月月1818日日我国我国60006000米无缆水下机器人试验成功，标志着我国水下机器人技术达到米无缆水下机器人试验成功，标志着我国水下机器人技术达到世界先进水平。世界先进水平。 我国目前还没有形成大规模较大的工业机器人制造厂，机器人产业我国目前还没有形成大规模较大的工业机器人制造厂，机器人产业在我国还仅仅处于萌芽阶段。在我国还仅仅处于萌芽阶段。讨论讨论交流交流v有人认为，应用机器人只是为了节省劳动力，而有人认为，应用机器人只是为了节省劳动力，而我国劳动力资源丰富，发展机器不一定符合我过我国劳动力资源丰富，发展机器不一定符合我过国情。你怎么看待这个问题

9、？国情。你怎么看待这个问题？3、机器人的应用、机器人的应用v机器人发展迅速，种类繁多，在各行各业中发挥机器人发展迅速，种类繁多，在各行各业中发挥着重要作用。着重要作用。 工业生产与制造工业生产与制造 生产与生活服务生产与生活服务 军事侦查军事侦查 空间探索空间探索 教育教学教育教学3、机器人的应用、机器人的应用v工业生产与制造工业生产与制造机器人王国的主要成员是工业机器人，占总数的机器人王国的主要成员是工业机器人，占总数的70%70%以上。以上。3、机器人的应用、机器人的应用v工业机器人可以在工业生产中代替人完成具有大工业机器人可以在工业生产中代替人完成具有大批量、高质量要求的工作。批量、高质

10、量要求的工作。弧焊3、机器人的应用、机器人的应用3、机器人的应用、机器人的应用喷漆喷漆3、机器人的应用、机器人的应用v 在众多制造业领域中，机器人应用最广泛的是汽车及其零部件制造业在众多制造业领域中，机器人应用最广泛的是汽车及其零部件制造业3、机器人的应用、机器人的应用v生产与生活服务生产与生活服务 服务机器人是机器人家族中的年轻成员，它的主要服务机器人是机器人家族中的年轻成员，它的主要功能不是生产制造，而是为人或设备提供维护、保养、修功能不是生产制造，而是为人或设备提供维护、保养、修理、运输、清洗、保安、救援等服务。理、运输、清洗、保安、救援等服务。3、机器人的应用、机器人的应用u医疗机器人

11、医疗机器人 人的器官，如眼球、神经等很精细，人手工操作精度有限，用机人的器官，如眼球、神经等很精细，人手工操作精度有限，用机器人辅助定位可以提高手术成功率。器人辅助定位可以提高手术成功率。3、机器人的应用、机器人的应用u辅助康复机器人辅助康复机器人3、机器人的应用、机器人的应用u清洁机器人清洁机器人3、机器人的应用、机器人的应用u表演娱乐机器人表演娱乐机器人3、机器人的应用、机器人的应用u军事侦查军事侦查 机器人技术最早应用于战场，二战期间德国研制出机器人技术最早应用于战场，二战期间德国研制出遥控扫雷车，美国研制遥控飞行器。遥控扫雷车，美国研制遥控飞行器。3、机器人的应用、机器人的应用u空间探

12、索空间探索 空间探索是机器人应用的又一个热点领域。空间探索是机器人应用的又一个热点领域。3、机器人的应用、机器人的应用u教育教学教育教学 机器人在教育教学活动中的应用，对引导学生学会机器人在教育教学活动中的应用，对引导学生学会观察、学会表达、学会思考、学会创新以及培养学生的动观察、学会表达、学会思考、学会创新以及培养学生的动手能力和创造能力具有积极的作用。手能力和创造能力具有积极的作用。实践实践提高提高v请大家查阅相关资料并讨论交流，了解更多机器请大家查阅相关资料并讨论交流，了解更多机器类型，进一步认识下列机器人的特点。类型，进一步认识下列机器人的特点。 人形机器人人形机器人 家务型机器人家务

13、型机器人 感觉控制型机器人感觉控制型机器人4、几种与机器人相关的技术、几种与机器人相关的技术v机器人涉及多个学科知识以及多种技术机器人涉及多个学科知识以及多种技术u机械技术u能源技术 u传感技术u控制技术5、机器人行为准则、机器人行为准则v 人们很早就开始了对智能机器人行为准则的思考，科幻大人们很早就开始了对智能机器人行为准则的思考，科幻大师艾萨克师艾萨克阿西莫夫在自己的小说中提出了著名的机器人阿西莫夫在自己的小说中提出了著名的机器人三原则。并得到科学家广泛认可，作为人类赋予机器人的三原则。并得到科学家广泛认可，作为人类赋予机器人的轮理性纲领。轮理性纲领。u第一：机器人不得伤害人类，或者因不作

14、为致使人类受到伤害。u第二：除非违背第一原则，机器人必须服从人类的命令。u第三：除非违背第一或第二原则，机器人必须保护自身之存在。6、机器人的分类、机器人的分类v机器人的分类机器人的分类 机器人分类的方法有很多，我国的机器人专家从应机器人分类的方法有很多，我国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为工业机器人和特种机器人。用环境出发，将机器人分为工业机器人和特种机器人。工业机器人特种机器人6、机器人的分类、机器人的分类v机器人还可按结构形式、控制方式、驱动方式等机器人还可按结构形式、控制方式、驱动方式等进行分类进行分类按结构形式分类按结构形式分类 可把机器人分为关节型机器人和非关节型机器人两大

15、类，其中可把机器人分为关节型机器人和非关节型机器人两大类，其中关节型机器人又可以分为直角坐标型、圆角坐标型、球坐标型、和关节型机器人又可以分为直角坐标型、圆角坐标型、球坐标型、和关节坐标型等。关节坐标型等。6、机器人的分类、机器人的分类v按控制方式分类按控制方式分类 u 自动控制机器人程序u 手动控制机器人遥控6、机器人的分类、机器人的分类v按驱动方式分类按驱动方式分类u电力驱动污染小，易于控制，应用最广u液压驱动平稳灵活，承载重u气压驱动结构简单，动作迅速，稳定性差u新型驱动压电效应驱动、光驱动等实践实践提高提高v以下是应用较广的机器人类型，请查阅资料，了以下是应用较广的机器人类型，请查阅资料，了解这些机器人的特点。解这些机器人的特点。 操作型机器人操作型机器人 数控型机器人数控型机器人 感觉控制机器人感觉控制机器人 适应控制机器人适应控制机器人 学习控制机器人学习控制机器人7、机器人技术现状及发展趋势、机器人技术现状及发展趋势v 现阶段机器人技术趋势现阶段机器人技术趋势v智能水平日益提高智能水平日益提高v感知