2010-5-18 1
机器人技术 绪论
Introduction of Robotics
1,1 机器人学的发展
1,2 机器人的特点、结构与分类
1,3 机器人学与人工智能
1,4 如何学好机器人技术
2010-5-18 2
Robotics 绪论
1.1机器人学的发展
1.1.1机器人的由来
1）东汉、张衡发明的 指南车
2） 1768-1774，瑞士钟表匠制作的 木偶机器人
3） 1920捷克剧作家 Karel Capek首次提出 Robota一词
4） 1950美国科幻作家 Assimov,提出 机器人三守则
5） 1954美国人设计了第一台 电子可编程机器人
6） 1962美国 GM公司 使用 全球第一台机器人 Unimate
2010-5-18 3
Robotics 绪论
1.1机器人学的发展
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2010-5-18 4
Robotics 绪论
1.1机器人学的发展
1.1.2机器人的定义
美国机器人协会（ RIA）定义
日本机器人协会（ JIRA）定义
中国机器人定义
国际标准化组织（ ISO）定义
共同属性,1）象人或人的一部分，并模仿人的动作
2）具有智能或感觉与识别能力
3）是人制造的机器或机械电子装置
2010-5-18 5
Robotics 绪论
1.1机器人学的发展
1.1.3机器人学的进展
? 简单历史回顾
? 目前发展情况
1）机器人投资理论
2）日本成为机器人生产大国，美国为研究大国
3）机器人产业迅速发展
4）应用范围遍及各领域
5）机器人学兴起
6）机器人向智能化发展
2010-5-18 6
Robotics 绪论
1.1机器人学的发展
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2010-5-18 7
Robotics 绪论
1.2机器人的特点、结构与分类
1.2.1机器人的主要特点 ---通用性和适应性
? 通用性 versatility---可执行不同功能和完成不同
任务的能力
取决于其结构特点和承载能力
一般自由度越多，通用性越强
? 适应性 adaptivity---主要指其对工作环境变化的
适应能力
需具有（ 1）传感与测量环境变化的能力
（ 2）分析任务和执行操作规划的能力
（ 3）自动执行指令能力
2010-5-18 8
Robotics 绪论
1.2机器人的特点、结构与分类
1.2.2机器人系统的结构
机器人系统由 机械部分、环境测量、任务规
划、控制器 等四部分组成，结构如图 1.1。
2010-5-18 9
Robotics 绪论
1.2机器人的特点、结构与分类
2010-5-18 10
Robotics 绪论
1.2机器人的特点、
结构与分类
1.2.3机器人的自由度
1）刚体的自由度
任何空间刚体具有 6个
自由度，即可任意运动。
2）机器人的自由度
机器人靠末端执行器工
作，末端执行器具有 6个
自由度即可保证其灵活运
动。 3个位置,3个姿态自
由度。图 1.4
2010-5-18 11
Robotics 绪论
1.2机器人的特点、
结构与分类
1.2.3机器人的自由度
3）自由度与机动性
一般自由度越多，
机器人越灵巧。
2010-5-18 12
Robotics 绪论
1.2机器人的特点、结构与分类
1.2.4机器人的分类
按几何结构分,柱面坐标机器人、球面坐标机器人、关节球面
坐标机器人。
按机器人控制分,非伺服机器人、伺服机器人（点、轨迹）
按用途分,工业机器人、探索机器人、服务机器人、军事机器
人（地面、海洋、空中）
按机器智能分,一般机器人、智能机器人（传感机器人、交互
机器人、自主机器人）
按移动性分,固定机器人、移动机器人（轮式、履带、步行）
2010-5-18 13
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2010-5-18 14
Robotics 绪论
1.2机器人的特点、
结构与分类
1.2.4机器人的分类
2010-5-18 15
Robotics 绪论
1.2机器人的特点、
结构与分类
1.2.4机器人的分类
2010-5-18 16
Robotics 绪论
1.2机器人的特点、
结构与分类
1.2.4机器人的分类
2010-5-18 17
Robotics 绪论
1.2机器人的特点、
结构与分类
著名机器人
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1.2机器人的特点、
结构与分类
著名机器人
2010-5-18 19
Robotics 绪论
1.2机器人的特点、
结构与分类
著名机器人
2010-5-18 20
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1.2机器人的特点、
结构与分类
著名机器人
2010-5-18 21
Robotics 绪论
1.2机器人的特点、
结构与分类
著名机器人
2010-5-18 22
Robotics 绪论
1.2机器人的特点、
结构与分类
著名机器人
2010-5-18 23
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1.2机器人的特点、
结构与分类
著名机器人
2010-5-18 25
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2010-5-18 26
Robotics 绪论
1.3机器人学与人工智能
1.3.1机器人学与人工智能的关系
1,传感信息处理
2,机器人规划
3,专家系统
4,自然语言理解
2010-5-18 27
Robotics 绪论
1.3机器人学与人工智能
1.3.2机器人学的研究领域
1,传感器与感知系统
2,驱动、建模与控制
3,自动规划与调度
4,计算机系统
5,应用研究
6,微型机器人
7,自动化 (Robotics and Automation)
2010-5-18 28
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2010-5-18 29
Robotics 绪论
1.3机器人学与人工智能
1.3.3智能机器人
2010-5-18 30
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2010-5-18 31
Robotics 绪论
1.3机器人学与人工智能
1.3.4人工智能的争论及其对机器人学的影响
1,人工智能的主要学派
2,对人工智能理论的争论
3,对人工智能方法的争论
4,对人工智能技术路线的争论
5,人工智能争论对机器人学的影响
2010-5-18 32
Robotics 绪论
1.4如何学好机器人技术
1.4.1课程成绩的构成
考试：闭卷
总成绩：平时作业 30% + 大作业 10% + 期末考试
60%
考试内容：掌握部分 70%；一般要求部分 20%；了
解部分 10%
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Robotics 绪论
1.4如何学好机器人技术
1.4.2学好机器人技术的要点
课程的特点,内容丰富、覆盖面广、学科交叉明显
学习方法
1)仔细听讲,做好笔记 ;
2)认真阅读机器人及相关课程教材,弄懂重要内容 ;
3)独立思考,努力认真完成作业 ;
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Introduction of Robotics
1,1 机器人学的发展
1,2 机器人的特点、结构与分类
1,3 机器人学与人工智能
1,4 如何学好机器人技术
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1.1机器人学的发展
1.1.1机器人的由来
1）东汉、张衡发明的 指南车
2） 1768-1774，瑞士钟表匠制作的 木偶机器人
3） 1920捷克剧作家 Karel Capek首次提出 Robota一词
4） 1950美国科幻作家 Assimov,提出 机器人三守则
5） 1954美国人设计了第一台 电子可编程机器人
6） 1962美国 GM公司 使用 全球第一台机器人 Unimate
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1.1机器人学的发展
1.1.2机器人的定义
美国机器人协会（ RIA）定义
日本机器人协会（ JIRA）定义
中国机器人定义
国际标准化组织（ ISO）定义
共同属性,1）象人或人的一部分，并模仿人的动作
2）具有智能或感觉与识别能力
3）是人制造的机器或机械电子装置
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1.1机器人学的发展
1.1.3机器人学的进展
? 简单历史回顾
? 目前发展情况
1）机器人投资理论
2）日本成为机器人生产大国，美国为研究大国
3）机器人产业迅速发展
4）应用范围遍及各领域
5）机器人学兴起
6）机器人向智能化发展
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1.2机器人的特点、结构与分类
1.2.1机器人的主要特点 ---通用性和适应性
? 通用性 versatility---可执行不同功能和完成不同
任务的能力
取决于其结构特点和承载能力
一般自由度越多，通用性越强
? 适应性 adaptivity---主要指其对工作环境变化的
适应能力
需具有（ 1）传感与测量环境变化的能力
（ 2）分析任务和执行操作规划的能力
（ 3）自动执行指令能力
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1.2机器人的特点、结构与分类
1.2.2机器人系统的结构
机器人系统由 机械部分、环境测量、任务规
划、控制器 等四部分组成，结构如图 1.1。
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1.2机器人的特点、结构与分类
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1.2机器人的特点、
结构与分类
1.2.3机器人的自由度
1）刚体的自由度
任何空间刚体具有 6个
自由度，即可任意运动。
2）机器人的自由度
机器人靠末端执行器工
作，末端执行器具有 6个
自由度即可保证其灵活运
动。 3个位置,3个姿态自
由度。图 1.4
2010-5-18 11
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1.2机器人的特点、
结构与分类
1.2.3机器人的自由度
3）自由度与机动性
一般自由度越多，
机器人越灵巧。
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1.2机器人的特点、结构与分类
1.2.4机器人的分类
按几何结构分,柱面坐标机器人、球面坐标机器人、关节球面
坐标机器人。
按机器人控制分,非伺服机器人、伺服机器人（点、轨迹）
按用途分,工业机器人、探索机器人、服务机器人、军事机器
人（地面、海洋、空中）
按机器智能分,一般机器人、智能机器人（传感机器人、交互
机器人、自主机器人）
按移动性分,固定机器人、移动机器人（轮式、履带、步行）
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1.2机器人的特点、
结构与分类
1.2.4机器人的分类
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结构与分类
1.2.4机器人的分类
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1.2机器人的特点、
结构与分类
1.2.4机器人的分类
2010-5-18 17
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1.2机器人的特点、
结构与分类
著名机器人
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1.2机器人的特点、
结构与分类
著名机器人
2010-5-18 19
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1.2机器人的特点、
结构与分类
著名机器人
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1.2机器人的特点、
结构与分类
著名机器人
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1.2机器人的特点、
结构与分类
著名机器人
2010-5-18 22
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1.2机器人的特点、
结构与分类
著名机器人
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著名机器人
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1.3机器人学与人工智能
1.3.1机器人学与人工智能的关系
1,传感信息处理
2,机器人规划
3,专家系统
4,自然语言理解
2010-5-18 27
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1.3机器人学与人工智能
1.3.2机器人学的研究领域
1,传感器与感知系统
2,驱动、建模与控制
3,自动规划与调度
4,计算机系统
5,应用研究
6,微型机器人
7,自动化 (Robotics and Automation)
2010-5-18 28
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1.3.3智能机器人
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1.3.4人工智能的争论及其对机器人学的影响
1,人工智能的主要学派
2,对人工智能理论的争论
3,对人工智能方法的争论
4,对人工智能技术路线的争论
5,人工智能争论对机器人学的影响
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1.4.1课程成绩的构成
考试：闭卷
总成绩：平时作业 30% + 大作业 10% + 期末考试
60%
考试内容：掌握部分 70%；一般要求部分 20%；了
解部分 10%
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1.4.2学好机器人技术的要点
课程的特点,内容丰富、覆盖面广、学科交叉明显
学习方法
1)仔细听讲,做好笔记 ;
2)认真阅读机器人及相关课程教材,弄懂重要内容 ;
3)独立思考,努力认真完成作业 ;
