机器人课程PPT课件

合集下载

机器人简介 ppt课件

ppt课件
32
多机器人系统的优点
与单个机器人相比，多机器人系统具有许多优点：
(1)单个机器人不能完成某些任务，必须依靠多个机器人才能完成。如执行战术使命、足球比赛等，必须要由一个机器人团队来完成而非单个机器人。
(2)对于可以分解的任务来说，多个机器人可以分别并行地完成不同的子任务，这比单个机器人完成所有的子任务要快得多。就是说，多机器人系统可以提高工作效率。
ppt课件
33
(3)可以将成员设计成完成某项任务的“专家”，而不是能完成所有任务的“通才”，使得机器人的设计有更大的灵活性，完成有限任务的机器人可以设计得更完善。 (4)成员之间可以交换信息，多机器人系统可以更有效和更精确地进行定位。（5)多机器人系统中的成员相互协作可以增加冗余度，消除失效点，增加解决方案的可靠性。 (6)多机器人系统较单个机器人可以提供更多的解决方案，因此可以针对不同的具体情况，优化选择方案。
ppt课件
31
多机器人系统多智能系统概念
多机器人系统是指若干个机器人通过合作与协
调而完成某一任务的系统。它包含多机器人合作与多机器人协调两方面的内容。
多机器人合作和协调是多机器人系统研究中
的两个不同而又有联系的概念。前者研究的重点是高层的组织与运行机制问题，侧重实现系统快速组织与重构的柔性控制机制；后者则是研究机器人之间合作关系确定后具体的运动控制问题。
1.2.1机器人的定义
机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类的指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作，例如生产业。建筑业，或是危险的工作。
联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”

机器人ppt(共21张PPT)

机器人
(a) 搬运机器人；(b) 涂料机器人；(c) 焊接机器人
工业机器人的组成
工业机器人一般由执行机构、控制系统、驱动系统以及位置检测机构等几个局部组成。
工业机器人的分类
1) 按系统功能分类 (1) 专用机器人：在固定地点以固定程序工作
的机器人。其结构简单，无独立控制系统，造价低廉，如附设在加工中心机床上的自动换刀机械手。
(3) 电气传动机器人：用交流或直流伺服是近年来常用的机器人传动方式。其结构简单，无独立控制系统，造价低廉，如附设在加工中心机床上的自动换刀机械手。
变换生产品种的柔性制造系统。因此，采用遥控机器人进行特殊煤层的采掘是最正确的方法。
动作平稳可靠，运行速度快，称重精度高，缝口位置准确，码垛垛形整齐。 4) 在采矿业中的应用 (1) 特殊煤层采掘机器人目前，一般煤矿都用综合机械化采煤机采煤，但对于薄煤层这类特殊情况，
运用综合机械化采煤机采煤就很不方便，有时甚至是不可能的，而人工采煤作业又十分艰苦和危险，但如果舍弃薄煤层，又会造成资源的极大浪费。因此，采用遥控机器人进行特殊煤层的采掘是最正确的方法。这种采掘机器人应该能拿起各种工具，比方高速转机、电动机和其它采爆器械等，并且能操作这些工具。这种机器人的肩部应装有强光源和视觉传感器，这样能及时将采区前方的情况传
(2) 液压传动机器人：采用液压元器件驱动，具有负载能力强、传动平稳、结构紧凑、动作灵敏的特点，适用于重载或低速驱动场合。 (1) 专用机器人：在固定地点以固定程序工作的机器人。瓦斯和冲击地压在形成突发事故之前都会表现出种种迹象，如岩石破裂等。 (4) 瓦斯、地压检测机器人。柔性特征：对作业具有广泛适应性 (3) 示教再现式机器人：
(3) 电气传动机器人：用交流或直流伺服电动机驱动的机器人，不需要中间转换机构，机械结构简单，响应速度快，控制精度高，是近年来常用的机器人传动方式。

机器人学ppt完整版

视觉传感器
通过图像采集和处理获取环境信息。
听觉传感器
通过声音采集和处理获取环境信息。
触觉传感器
通过接触力、压力等检测获取环境信息。
信息融合与处理技术
数据级融合
直接对原始数据进行融合处理。
特征级融合
提取各传感器数据的特征后进行融合。
信息融合与处理技术
决策级融合
在各传感器做出决策后进行融合。
信号处理
机器人结构组成
机器人本体
包括基座、腰部、臂部、腕部等部分，构成机
器人的主体结构。
驱动系统
驱动机器人各关节进行运动，通常由电机、减
速器等组成。
控制系统
实现对机器人运动的控制，包括控制器、传感
器等部分。
感知系统
获取机器人内部和外部环境的信息，如位置、
姿态、力等。
关节与连杆描述
关节描述
机器人的关节可分为转动关节和移动关节，分别用旋转角度和平移距离来描述。
稳定性分析与优化
李雅普诺夫稳定性分析
轨迹优化
通过构造李雅普诺夫函数，判断机器人系统的稳定性，为控制器设计提供依据。
基于最优控制理论，对机器人运动轨迹进行优化，提高机器人的运动性能和效率。
鲁棒性优化
控制分配与优化
针对机器人系统中存在的不确定性和干扰，设计鲁棒控制器，提高系统的稳定性和抗干扰能力。
控制策略与方法
PID控制
通过比例、积分和微分环节对机器人关节误差进行调节，实现关节位置、速度和加速度的精确控制。
滑模控制
设计滑模面，使系统状态在滑模面上滑动，从而实现对机器人关节的鲁棒控制。
自适应控制
根据机器人动态特性的变化，实时调整控制器参数，以保证系统性能的最优。

机器人课程ppt课件(2024)

当前面临挑战分析
01 02
技术瓶颈
机器人技术涉及多个领域，如机械、电子、计算机等，技术集成度高，目前仍存在许多技术瓶颈，如机器视觉、语音识别等方面的准确性问题。
法规政策
机器人产业的法规政策尚不完善，涉及安全、隐私等方面的法律法规缺失，给产业发展带来一定的不确定性。
03
市场应用
机器人市场应用广泛，但不同领域的需求差异大，定制化程度高，如何
国外研究现状
日本、美国、欧洲等发达国家在机器人领域的研究处于领先地位，拥有众多知名的机器人企业和研究机构。这些国家在工业机器人、服务机器人、特种机器人等领域都有较为成熟的应用和产业化经验。
发展历程及未来趋势
发展历程
机器人的发展历程经历了从第一代示教再现型机器人到第二代感觉型机器人，再到第三代智能型机器人的演变。随着人工智能技术的不断发展，机器人的智能化水平不断提高
02
03
内部传感器
检测机器人自身状态，如位置、速度、加速度等。
外部传感器
检测外部环境信息，如距离、温度、声音、光线等。
传感器融合技术
将多个传感器的信息进行融合处理，提高检测精度和鲁棒性。
控制技术
开环控制
根据预设的指令或程序，对机器人进行精确控制。
闭环控制
通过反馈机制，实时调整机器人的行为，以达到预期目标。
校企合作
与企业合作，引入先进技术和资源，为学生提供更多实践机会和就业渠道
社区互动
利用社区资源，开展线上线下交流活动，拓宽学生视野和交际圈
优秀案例展示和评价标准探讨
案例一
学生自主研发智能小车，实现自动寻迹、避障等功能
案例二
学生利用Python编程实现人脸识别系统，应用于校园安全管理

机器人介绍ppt课件

法律法规问题
机器人法律地位
探讨机器人在法律上的地位，如是否具有法律主体资格、能否享有法律权利等。
机器人与人类法律责任
分析机器人在与人类交互过程中可能产生的法律责任问题，如机器人造成损害时的责任归属。
机器人监管政策
研究如何制定有效的监管政策，以确保机器人的研发、生产和使用符合法律法规要求。
社会影响及挑战
05
未来展望与结论
技术创新方向预测
1 2
深度学习与机器视觉
随着深度学习技术的不断发展，机器人将更加准确地理解和感知周围环境，实现更高级别的自主导航和操作。
强化学习与自适应能力
通过强化学习技术，机器人将能够根据经验不断优化自身行为，逐渐适应各种复杂环境和任务。
3
多模态交互与自然语言处理
结合自然语言处理、语音识别和计算机视觉等技术，机器人将实现更自然、便捷的人机交互方式。
THANKS
感谢观看
社会就业
社会安全
分析机器人对就业市场的影响，如自动化导致的失业问题以及新兴职业的出现。
探讨机器人对社会安全的影响，如机器人可能带来的安全隐患以及应对策略。
社会心理
社会文化
研究机器人对社会心理的影响，如人们对机器人的信任度、接受度以及机器人可能带来的心理健康问题。
分析机器人对社会文化的影响，如机器人文化、人机交互文化以及机器人艺术等方面的探讨。
02
机器人核心技术
传感器与感知技术
01
02
03
传感器类型
介绍机器人常用的传感器类型，如距离传感器、角度传感器、温度传感器等。
感知技术
阐述机器人如何通过传感器获取环境信息，如距离测量、方向感知、温度检测等。

机器人ppt(共21张PPT)

明确机器人行为规范和道德标准，确保其行为符合社会伦理要求。
提高机器人自主决策技术的可靠性和安全性，降低伦理风险。
提高公众对机器人伦理问题的认识，鼓励公众参与讨论和制定相关政策。
法律法规现状及完善建议
01
02
03
04
05
当前法律法规概述法律空白与挑战
制定专门针对机器加强国际合作与交建立机器人法律监
机器人在工业生产中的应用将大幅提高生产效率和质量，降低人力成本，推动制造业转型升级。
智能时代创造更多就业机会
机器人产业的发展将创造更多的就业机会，涉及研发、生产、销售、服务等多个环节，为社会提供更多就业岗位。
THANKS
感谢观看
加强政策扶持和资金投入
政府应加大对机器人产业的扶持力度，制定相关政策和措施，引导社会资本投入机器人产业。
促进产学研用协同创新
加强企业、高校、科研机构之间的合作与交流，推动机器人技术的研发和应用创新。
培养高素质人才队伍
重视机器人领域人才的培养和引进，建立完善的人才培养和激励机制，为机器人产业发展提供强有力的人才保障。
人的法…
流
管机制
目前，各国针对机器人的法律法规尚不完善，主要集中在机器人安全、隐私保护等方面。
机器人在许多领域的应用超明确机器人的法律地位和责出了现有法律框架的范围，任，规范其设计、生产、使如自动驾驶、医疗机器人等，用和管理等方面的行为。需要制定相应的法律法规加以规范。
各国应加强在机器人法律领域的合作与交流，共同应对机器人带来的挑战。
设立专门的监管机构，负责监督和管理机器人的研发、生产和使用过程，确保其符合法律法规要求。
社会影响与公众认知调整

我们身边的机器人课件(共20张PPT)

机械手
弧焊机器人
机器人的种类
工业机器人：
面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。
焊接机器人
搬运机器人
机器人的种类
特种机器人：
用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人。
包括：娱乐机器人、服务机器人、军用机器人、水下机器人、农业机器人等。
高楼擦窗机器人
跳舞机器人
排爆机器人
军事机器人
医疗机器人
家庭机器人
2、机器人的作用：
工业机器人主要用于工业生产中，例如焊接机器人、包装机器人、分拣机器人等。
特种机器人主要用于除工业生产以外的地方，如军事、医疗、家庭、娱乐、学习等方面。
二、认识机器人
能力风暴机器人
乐高机器人纳英特机器人适合青少年学习和开发的机器人
机器人的重要组成部分
人
机器人
大脑
微处理器
感觉器官（眼、耳等）
行为器官
传感器执行机构
（腿、手、嘴等）（电机，轮子，喇叭）
机器人的组成：
机器人一般都由微处理器、传感器、执行机构三大部分组成。
三、机器人怎样工作
机器人的工作原理：
传感器（获取信息）
微处理器（分析、处理）
协作
程序（正确地、适合地）
执行机构（执行动作、
网上搜索：
1、机器人一词的由来。
“机器人”一词的由来
“robot”一词源出自捷克语“robota”，意谓 “强迫劳动”。1920年捷克斯洛伐克作家萨佩克写了一个名为《洛桑万能机器人公司》的剧本,他把在洛桑万能机器人公司生产劳动的那些家伙取名 “Robot”,汉语音译为“罗伯特”，捷克语意为“奴隶”——萨佩克把机器人的地位确定为只管埋头干活、任由人类压榨的奴隶，它们存在的价值只是服务于人类。“机器人”的名字也正式由此而生。

机器人PPT课件

没有机器人的方案
机器人仿真程序仿真——计算机模拟技术，在计算机里来反映真
实世界的模型。仿真程序可以部分模拟出机器人执行过程，比起
单纯的编写程序，有一定的直观性，也能很好地帮助学生体会机器人是怎样工作的。但与真实的机器人比起来，动手实践机会被剥夺。举例。
机器人教室
方案一：计算机房++
择合适的机器人设备方案
零投入方案：采用软件仿真，无须机器人硬件投入
低投入方案：采用比较廉价的机器人，如北京通用机器人，价格在500元/套
多功能方案：采用比较先进的机器人，如纳英特机器人、广茂达机器人，可以同时满足机器人教学和机器人竞赛。基本配置型，价格在1000元/套
LEGO方案：采用的是积木式机器人，机器人零件是各种各样的积木块，可以根据需要组装成特定的机器人，灵活方便，更适合对学生动手实践能力的培养。价格每套在 2000元/套。
火星探路者机Βιβλιοθήκη 人“震旦机器人”亮相上海世博会震旦企业馆，将为游客指引，提供古典集体舞表演、问答、互动等展示。
日本馆里德机器人会拉小提琴
瑞典馆内，由22个不同造型、大小的个体组成的机器人合唱团
法国:“闹闹”通晓多国语言，会模仿人类许多动作，还擅长太极拳、爵士乐和踢足球
西班牙“小米宝宝”仿佛就坐在自己的摇篮中迎
机器人
世界第一台机器人的诞生
美国是机器人的诞生地，早在1962年就研制出世界上第一台工业机器人，比起号称"机器人王国"的日本起步至少要早五六年。经过30多年的发展，美国现已成为世界上的机器人强国之一，基础雄厚，技术先进。
什么是机器人?
英国简明牛津字典的定义:机器人是“貌似人的自动机，具有智力的和顺从于人的但不具有人格的机器”。

《机器人》PPT课件

美国火星探测机器人
机器人足球赛
排爆机器人
微型机器人
战斗机器人
水下探测机器人
医疗机器人
AI 机器人总结
机器人形态各异，以拟人形象最常见。机器人外形多数由金属物质构成，所以外形线条比较硬朗，多以规则、立体的方形或圆形为主。少数机器人外表也有毛绒表皮或拟人形态肌肉制作而成，但是，所有的机器人内部是机械零件。
请同学们为我们美丽的
校园，设计一款造型多样，
创
功能丰富的机器人。如：我们学校杂草特别多，需
作
要设计一个除草机器人。保护同学安全需要一ห้องสมุดไป่ตู้护
卫机器人。同学生病需要
医疗机器人等。
Robot
机器人
-.
机器人
能模仿人的某些活动的一种自动机械。一般能实现行走和操作生产工具等动作，可用在人所不能适应的环境下代替人工作。
机器人的内部构造
机器人必须要长得像人一样吗？还有什么样的机器人？
AI 机器人的形状
造型
多样
AI 机器人的不同特点
机器人不仅外形独特，而且还各有所长！

《机器人课程》课件

机器人的应用场景
发现机器人在生活中的广泛应用，包括制造业、医疗保健、探险和教育等领域。
机器人硬件
机器人的传感器
探索机器人使用的各种传感器，如距离传感器、视觉传感器和力传感器。
机器人的控制器
了解机器人控制器的功能和作用，以及它们如何与机器人的其他部件进行通信。
机器人的执行器
学习机器人使用的不同类型的执行器，如电动执行器、液压执行器和气动执行器。
《机器人课程》PPT课件
欢迎来到《机器人课程》PPT课件！让我们一起探索机器人的神奇世界吧！通过本课程，你将深入了解机器人的定义、分类以及广泛的应用场景。
机器人介绍
机器人的定义
了解机器人的精确定义，并了解机器人与其他自动化系统的区别。
机器人的分类
探索各种类型的机器人，包括工业机器人、服务机器人、农业机器人和医疗机器器人在制造业中的关键作用，如汽车制造、电子组装和物流。
服务机器人
了解服务机器人的应用，如酒店服务、医院护理和客户服务。
农业机器人
探索农业机器人的用途，如自动化种植、采摘和植物保护。
医疗机器人
了解医疗机器人的创新应用，如手术辅助、康复治疗和老年护理。
结束语
机器人的电源
了解机器人如何获得能量，并探索不同类型的电源供应系统。
机器人软件
机器人控制软件
介绍常用的机器人控制软件，如ROS（机器人操作系统）和LabVIEW。
机器人编程语言
了解常用的机器人编程语言，如C++、Python和Java，并了解它们的优势和适用范围。
机器人仿真软件
探索机器人仿真软件，如Gazebo和V-REP，用于模拟和测试机器人的行为。
机器人的未来

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

• 感知机能：获取外部环境信息的能力，如视觉、触觉、听觉、力觉、距离感、接近觉等；
• 思维能力：认识、推理、判断能力；
• 人－机对话机能：理解指示命令，输出内部状态，与人进行信息交换的能力。
智能机器人既不同于工业机器人的“示教－再
现”，也不同于操纵机器人的“操纵”，而是一
种“认知－适应"的工作方式。
2021/3/7
CHENLI
7
7.2.2 机器人的工作原理
机器人的工作原理是一个比较复杂的问题。简单地说，机器人的原理就是模仿人的各种肢体动作、思维方式和控制决策能力。从控制的角度，机器人可以通过如下四种方式来达到这一目标。
1. “示教再现”方式：它通过“示教盒”或人 “手把手”两种方式教机械手如何动作，控制器将示教过程记忆下来，然后机器人就按照记忆周而复始地重复示教动作，如喷涂机器人。
2021/3/7
CHENLI
2
深圳德普施科技网站现提供大量的机器人免费资源下载：
7.2 机器人的结构与控制方式
7.2.1 机器人的结构简单地说，机器人主要由执行机构、驱动和
传动装置、传感器和控制器四大部分构成（如图）。
记忆、示教装置
控制装置
驱动装置
传感器
2021/3/7
图4-1 工业机器 CHENLI 人系统结构
• 空间机器人在航天飞机上用来回收和维修人造卫星，在空间站、月球表面和火星上进行工作。
2021/3/7
CHENLI
16
7.5 机器人的应用
机器人的应用十分广泛，在许多领域机器人都得到了成功的应用或有着美好的应用前景。
• 工业机器人工业机器人是应用最为成功和广泛的机器人，它的应用涉及到工业生产的各个方面，如焊接、装配、喷漆等。
• 海洋探测机器人可用于海底矿物资源和水文气象探测、海底地势勘查、打捞、救生、排险等。
• 遥控机器人：适用于特殊作业环境，如放射性
物质，真空，有毒气体等隔离工作环境。又如
高空、建筑、宇宙、海洋开发、火山探测、军
事战场等人不能到达的环境。 2021/3/7
CHENLI
14
主从式机器人与人协同动作
2021/3/7
CHENLI
15
7.4 智能机器人
第三代智能机器人应具备以下四种机能：
• 运动机能：施加于外部环境，相当于人的手、脚等动作机能；
机器人
7.1 机器人的诞生与发展 7.2 机器人的结构与控制方式 7.3 操纵机器人 7.4 智能机器人 7.5 机器人的应用 7.6 未来机器人的发展方向 7.7 我国机器人研究的简况
2021/3/7
CHENLI
17.1 机器ຫໍສະໝຸດ 的诞生与发展7.1.1 机器人的定义 7.1.2 机器人的分类 7.1.3 古代机器人 7.1.4 现代机器人
▼图4-3 MOVEMASTER-EX 五自由度机器人结构图
▲ 图4-2 实验室中的 MOVEMASTER-EX机器人实物照片
2021/3/7
CHENLI
6
美国UNIMATE公司产PUMA/560型六自由度机器人
▼ 图4-5 PUMA/560六自由度机器人结构
▲ 图4-4 PUMA/560机器人
2021/3/7
CHENLI
8
2. “可编程控制”方式：工作人员事先根据机器人的工作任务和运动轨迹编制控制程序，然后将控制程序输入给机器人的控制器，起动控制程序，机器人就按照程序所规定的动作一步一步地去完成，如果任务变更，只要修改或重新编写控制程序，非常灵活方便。大多数工业机器人都是按照前两种方式工作的。
• 位置控制
• 点位控制－PTP（Point to Point）：只考虑起始点和目的点的位置，而不考虑两点之间的移动路径的控制方式，适用于上下料、点焊、搬运等；
• 连续路径控制－CP（Continuous Path）：不但要求机器人以一定的精度到达目标点，而且对其移动的轨迹形式有一定精度范围的要求。
3
执行机构：机器人的足、腿、手、臂、腰及关节等，它是机器人运动和完成某项任务所必不可少的组成部分。
驱动和传动装置：用来有效地驱动执行机构的装置，通常采用液压、电动和气动，有直接驱动和间接驱动二种方式。
传感器：是机器人获取环境信息的工具，如视觉、听觉、嗅觉、触觉、力觉、滑觉和接近觉传感器等，它们的功能相当于人的眼、耳、鼻、皮肤及筋骨。
2021/3/7
CHENLI
9
3. “遥控”方式：由人用有线或无线遥控器控制机器人在人难以到达或危险的场所完成某项任务。如防暴排险机器人、军用机器人、在有核辐射和化学污染环境工作的机器人等。
4. “自主控制”方式：是机器人控制中最高级、最复杂的控制方式，它要求机器人在复杂的非结构化环境中具有识别环境和自主决策能力，也就是要具有人的某些智能行为。
2021/3/7
CHENLI
4
控制器：是机器人的核心，它负责对机器人的运动和各种动作控制及对环境的识别。
现代工业机器人的控制器都是由计算机控制系统组成，控制方式主要有示教再现、可编程控制、遥控和自主控制等多种方式。
2021/3/7
CHENLI
5
三菱公司产MOVEMASTER-EX 五自由度机器人
2021/3/7
CHENLI
13
7.3 操纵机器人
操纵机器人实际上是一种人机系统，由人"操纵 "代替"示教"。因此，人与机器人之间相互传递信息的问题就成为操纵机器人研究的重点。操纵机器人可分为两种类型：
• 能力扩大式机器人：负重能力，动作范围放大数倍甚至数十倍，如空间机器人放置和回收卫星；
2021/3/7
CHENLI
10
7.2.3 控制
• 示教－再现即分为示教－存储－再现-操作四步进行。 • 示教：方式有两种：(1) 直接示教－手把手； (2) 间接示教－示教盒控制。 • 存储：保存示教信息。 • 再现：根据需要，读出存储的示教信息向机器人发出重复动作的命令。
2021/3/7
CHENLI
11
• 控制信息
• 顺序信息：各种动作单元（包括机械手和外围设备）按动作先后顺序的设定、检测等。
• 位置信息：作业之间各点的坐标值，包括手爪在该点上的姿态，通常总称为位姿（POSE）。
• 时间信息：各顺序动作所需时间，即机器人完成各个动作的速度。
2021/3/7
CHENLI
12