工业机器人引论第一章

工业机器人赵臣电话：27400875第一章引论课程特点：

机、电、控、数等结合与综合应用专门性较强

考勤5次，平时成绩20分课程目的：

介绍机器人学基本知识加强工业机器人应用教育引导学生走进机器人高科技大门一、机器人定义人：有手有脚、直立行走、有高度智能的高等动物；机器：减轻或替代人的体力劳动/脑力劳动的工具；机器人：

具有和人类上肢/下肢类似的功能； 能够完成给定的工作； 具有智能；的机电装置。二、机器人学研究目的

实现人类的一个梦想：造出一种类人的机器－机器人，帮助或替代人类完成工作任务！（?）三、机器人组成本体、操作臂、末端执行器、传感系统、驱动系统、控制系统、移动系统、…1、操作器（Manipulator)：操作臂＋末端执行器2、末端执行器（end-effecter)：手爪、作业工具等3、内部传感器：用于机器人自身运动信息测量等，如各关节轴的光电编码器、平衡仪、…4、外部传感器：用于机器人外部信息测量等，如视觉CCD、听觉传感器、触觉传感器、滑觉传感器…5、驱动系统：电机驱动、液压驱动、人工肌肉驱动、钢丝驱动、…6、行走系统：足腿式、轮式、履带式、…7、控制系统：控制柜、嵌入式系统、…8、…组成原则：根据任务需要、性能、成本等加以确定！基本组成：

操作臂＋末端执行器＋控制器机器人外观不一定完全像人！(?)四、机器人分类

制造业机器人：又称工业机器人，用于制造领域；

非制造业机器人：用于非制造业，例如医用机器人、农业机器人、军用机器人…重点：工业机器人！工业机器人又分为：

操作机器人(Manipulator

)：主要模仿人臂工作

物流机器人（AGV）：用于加工单元间物料输送本课程主要讲授操作机器人相关知识！非制造业机器人（智能机器人）是当前研究的重点！五、应用工业机器人的优越性

减轻或替代人的劳动，改善劳动条件。特别是恶劣环境、极限环境、危险环境下的工作等。

焊接机器人：烟、光、劳动强度、…

喷漆机器人：油漆毒性、…

装配机器人：动作简单、单调乏味、…提高劳动生产率。机器人动作快、不疲劳。提高产品质量。机器人不受情绪、环境等影响。

工业机器人的大量应用，是现代工业的显著标志之一！六、工业机器人主要应用场合

恶劣、危险、极限环境下的工作。例如锻压、喷漆、焊接、水下、…

简单、重复性劳动。如装配作业等。

小批量、多品种生产。例如在柔性生产线中。七、机器人发展历史“Robot”一词由来：在捷克剧作家卡雷尔•恰佩克于1922年搬上纽约舞台的戏剧《罗萨姆的万能机器人》中首次出现。机器人三定律。（科幻小说家艾萨克•阿西莫夫）：第一定律，机器人不得伤害人；第二定律，机器人应服从人的一切命令，但命令与第一定律相抵触时例外；第三定律，机器人必须保护自己的存在，但不得与第一、第二定律相抵触。主－从式操作手：美国二战时核武研究。现代机器人的故乡：美国。56年，美国机器人元老英格伯格和德沃尔成立了“尤尼梅特”公司，并生产出了第一台工业机器人——“Unimate”。1962年，机械与铸造公司(AMF)研制出了“Verstran”工业机器人。这两种机器人是世界上最早、最有名的机器人。70~80年代:美国机器人技术发展的黄金时期：1974年CincinnatiMilacronT3(TheTomorrowTool)机器人；1978年Unimation公司推出PUMA(ProgrammableUniversalManipulatorforAssembly)机器人。1968年，斯坦福研究所研制出了世界上第一台智能机器人。“机器人王国”日本：应用机器人最广泛的国家，其使用机器人的数量具世界第一位。1968年川崎重工从美国引进Unimate机器人，并增加了视觉功能。1979年，山梨大学的牧野洋教授研制成功SCARA(SelectiveComplianceAssemblyRobotArm)，特别适合铅垂方向装配作业。1981年CarnegieMellon大学研制成功直接驱动机器人。智能机器人时代。AGV－AutomatedGuidedVehicle八、工业机器人“代”的划分第一代：示教再现型机器人。主要用于简单、重复性工作。第二代：带感觉功能机器人。对外部环境具有一定的感知、处理能力。第三代：智能机器人（自律机器人）。能根据给定的任务自主完成工作。普及级实用级研究级19701980199020002010第一代第二代第三代图1-1国际机器人发展情况九、目前状况及发展趋势工业发达国家：普及，现开始关注非制造业机器人。我国：

上个世纪70年代开始研究，先后列入国家“七.五”、“八.五”科技攻关计划和“863”高技术计划。 大厂应用较广：一汽焊装生产线、二汽车体喷漆生产线、上汽总装生产线、合叉AGV车间、昆烟AGV车间、…

与国际水平相比，尚有不小的差距！ 研究水平 工业基础 就业压力欢迎有志者加入到机器人研究行列中来！！！参考书目吴振彪、王正家.工业机器人.华中科技大学出版社严学高.机器人学.东南大学出版社JohnJ.Craig.IntroductiontoRobotics－MechanicsandControl.NewYork:Addison-WesleyPublishingCo.1989(有中译本)PaulR.RobotManipulators:Mathematics,Programming,andControl.Massachusetts:TheMITPress,1985(有中译本)朱世强、王宣银.机器人技术及