2010-5-20 1
机器人技术引论
Introduction of Robotics
1,1 什么是机器人
1,2 机器人的种类
1,3 机器人学的用途
1,4 如何学好机器人技术
2010-5-20 2
Robotics引论
1.1什么是机器人
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
2010-5-20 3
Robotics引论
1.1什么是机器人
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）代替人进行工作：像人一样使用工具
2）通用性
3）直接对外界做工作
2010-5-20 4
Robotics引论
1.1什么是机器人
1.1.3机器人的进展
? 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
2010-5-20 5
Robotics引论
1.2机器人的种类
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
2010-5-20 6
Robotics引论
1.2机器人的种类
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。
2010-5-20 7
Robotics引论
1.2机器人的种类
2010-5-20 8
Robotics引论
1.2机器人的种类
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
2010-5-20 9
Robotics引论
1.2机器人的种类
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。
2010-5-20 10
Robotics引论
1.2机器人的种类
1.2.4机器人的分类
按代替人的器官分,操作机器人、移动机器人、视觉机器人。
按用途分,工业机器人、极限作业 /探索机器人、娱乐机器人
按控制分,操纵机器人、程序机器人、示教再现机器人、数控
机器人、智能机器人
2010-5-20 11
Robotics引论
1.2机器人的种类
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）
2010-5-20 12
Robotics引论
1.2机器人的种类
1.2.4机器人的分类
2010-5-20 13
Robotics引论
1.2机器人的种类
1.2.4机器人的分类
2010-5-20 14
Robotics引论
1.2机器人的种类
1.2.4机器人的分类
2010-5-20 15
Robotics引论
1.2机器人的种类
著名机器人
2010-5-20 16
Robotics引论
1.2机器人的种类
著名机器人
2010-5-20 17
Robotics引论
1.2机器人的种类
著名机器人
2010-5-20 18
Robotics引论
1.2机器人的种类
著名机器人
2010-5-20 19
Robotics引论
1.2机器人的种类
著名机器人
2010-5-20 20
Robotics引论
1.2机器人的种类
著名机器人
2010-5-20 21
Robotics引论
1.2机器人的种类
著名机器人
2010-5-20 22
Robotics引论
1,3 机器人学的用途
1,节省劳动力
2,极限作业
3,医疗福利
4,与人协调作业
5,制作宠物
2010-5-20 23
Robotics引论
1,3 机器人学的用途
1.与机器人直接有关的用途
2.与机械的机器人化有关的用途
3.基础技术的用途
1）装配中的力控制 2）图象传输优化 3）规划
2010-5-20 24
Robotics引论
1.3机器人的用途
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)
2010-5-20 25
Robotics引论
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% + 期末考试 70%
考试内容：掌握部分 70%；一般要求部分 20%；了
解部分 10%
2010-5-20 26
Robotics引论
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 ;
2010-5-20 27
Robotics引论
1.4如何学好机器人技术
1.4.3 教材与教学参考书
教材,{日 }白井良明,,机器人工程,,日本著名大学面向
21世纪教育改革成果教材。简洁但内容丰富、涵盖面广、
新知识多。
教学参考书：蔡自兴,,机器人学,,较系统，控制部分内
容较深。
任课教师,东南大学机械系 王兴松
Email:xswang@seu.edu.cn
Tel:025-3802606
机器人技术引论
Introduction of Robotics
1,1 什么是机器人
1,2 机器人的种类
1,3 机器人学的用途
1,4 如何学好机器人技术
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1.1什么是机器人
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
2010-5-20 3
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1.1什么是机器人
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）代替人进行工作：像人一样使用工具
2）通用性
3）直接对外界做工作
2010-5-20 4
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1.1什么是机器人
1.1.3机器人的进展
? 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机器人的种类
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机器人的种类
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机器人的种类
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
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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机器人的种类
1.2.4机器人的分类
按代替人的器官分,操作机器人、移动机器人、视觉机器人。
按用途分,工业机器人、极限作业 /探索机器人、娱乐机器人
按控制分,操纵机器人、程序机器人、示教再现机器人、数控
机器人、智能机器人
2010-5-20 11
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1.2机器人的种类
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）
2010-5-20 12
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1.2.4机器人的分类
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1.2机器人的种类
1.2.4机器人的分类
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1.2机器人的种类
著名机器人
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著名机器人
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著名机器人
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著名机器人
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著名机器人
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1.2机器人的种类
著名机器人
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1,3 机器人学的用途
1,节省劳动力
2,极限作业
3,医疗福利
4,与人协调作业
5,制作宠物
2010-5-20 23
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1,3 机器人学的用途
1.与机器人直接有关的用途
2.与机械的机器人化有关的用途
3.基础技术的用途
1）装配中的力控制 2）图象传输优化 3）规划
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1.3机器人的用途
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)
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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% + 期末考试 70%
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 ;
2010-5-20 27
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1.4.3 教材与教学参考书
教材,{日 }白井良明,,机器人工程,,日本著名大学面向
21世纪教育改革成果教材。简洁但内容丰富、涵盖面广、
新知识多。
教学参考书：蔡自兴,,机器人学,,较系统，控制部分内
容较深。
任课教师,东南大学机械系 王兴松
Email:xswang@seu.edu.cn
Tel:025-3802606
