Robotics机器人技术(PPT)解读
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机器人讲解ppt
202 X 卡特机器人
谢谢观赏
讲解机器人总结
A B C D
A 产品尺寸：
Hale Waihona Puke B 识别系统：能与客户160x50x55cm
进行语音对话产品讲
重量56KG
解。
对讲系统：智能语音对
讲系统
C D 触屏功能：智能触屏、
移动播放：通过控制系统简单安
能与客户互动，能通
全容易操作，感应到有人来会自
过屏幕上网、听音乐、
动播报；欢迎光临、谢谢惠顾
看视频等。
线条明朗，底部有四个 轮子，其中两个驱动轮，
两个随动轮。
使用时长：24V20A锂 电池，充放电10000次， 充电时间4小时，续航
8小时。
CONTENTS
02Part Two 讲解机器人功能
讲解机器人功能
讲解机器人
产品尺寸：160x50x55cm 重量5：6KG 对讲系统：智能语音对讲系统
讲解机器人
识别系统：能与客户进行语音对话产 品讲解。 触屏功能：智能触屏、能与客户互动， 能通过屏幕上网、听音乐、看视频等。
讲解机器人
移动播放：通过控制系统简单安全容易操作， 感应到有人来会自动播报；欢迎光临、谢谢惠 顾（科定制多种语言方言），可定制移动版本， 安航标指引自动移动到指定位置，播报前期自 定义语音内容。18553715608
顾客可自主选择， 机器人带有丰富 的表情
时常灵活的动作 这些都能提升顾 客的兴趣从而达 到一个好的效果
讲解机器人可按 设定的路线自主 行走
讲解机器人概述
讲解机器人
对讲系统：智能语音对讲系统 kt02 18553715608
对话机器人
识别系统：能与客户进行语音对 话产品讲解。
机器人第2讲.pptx
13
2-4 转动矩阵
3．绕一个坐标轴旋转的转动矩阵
绕X、Y、Z坐标轴的旋转（图2－3）变换矩阵是最基本的 转动矩阵，它们是一般转动矩阵的特例，故可直接由一般 转动矩阵得到。
2020/12/3
14
2-4 转动矩阵
3．绕一个坐标轴旋转的转动矩阵 由式（2－5）可得到绕x轴旋转θ角的转动矩阵为：
cos(x j , yi ) cos( y j , yi ) cos(z j , yi )
cos(
x
j
,
zi
)
（2－7）
cos( y j , zi )
cos(z
j
,
zi
)
[r] j [iR j ]1[r]i [ jRi ][r]i
[ jRi ] [iR j ]1 [iR j ]T
2020/12/3
1)
自由度(Degree DOF) ：
of
Freedom,
Steห้องสมุดไป่ตู้art平台有18个关节，14
个连杆，18个关节有36个自由
度，代入上式得
F 6(14 18 1) 36 6
2020/12/3
4
第二章 机器人运动学
2-1概 述
机器人运动学是研究机器人各关节运动的
几何关系。
•
机器人可以看成开式运动链，由一系列连杆通过转动 或移动关节串联而成。
2020/12/3
1
自由度计算
1)对自于由6度自(由De度gr并ee联o机f器Fr人ee，do其m,结D构OF是)闭：环结构，主要优点是结构刚度大，
由6个油缸驱动，决定末端执行器的位置和姿态。油缸的1端与基座相连 （2自由度虎克铰），另1端与末端执行器相连（3自由度球铰），该机 器人将手臂和手腕的自由度集成在一起。主要特点为：刚度大，但运动 范围十分有限，运动学反解特别简单，而运动方程的建立特别复杂，有 时还不具备封闭的形式
机器人技术 PPT课件
长度(即H杆的长度)，则：
1) 圆C1:半径为 R1 l1 l2 h ， 圆C4:半径为 R4 l1 l2 h ，
分别是该操作机的总工作空 间的边界。它们之间的环形 而积即W(P) 。
2）圆C2:半径为 R4 l1 l2 h ， 圆C3:半径为 R1 l1 l2 h ， C4 C3
对于自由度 F 6 的机器人操作机，将操作机的前三杆(或前
三关节)划为一组，在第三杆上设置参考点P3(相当于腕点)，求
其绕将各后关面节各运杆动（形4、成5的、曲6 面杆的）包划络为，另得一到组界，限在曲末面杆上取W0(参P3) 考。点 P6(可取手心点)，求出其绕后面关节运动形成的曲面（线）的 包络让， W得3(Pn到) 沿界限W0曲(P3)面运动W3，(Pn)就。形成了双参数曲面族，可用相应 的包络面公式求出末杆上参考点的工作空间界限曲面 。 W0(Pn)
一、定义
空洞——在转轴 zi 周围，沿z的全长参考点Pn均不能达到
的空间。 空腔——参考点不能达到的被完全封闭在工作空间之内的
空间。
1——空腔；2——空洞
22
第22页/共33页
二、空洞及空腔约形成条件 1、空洞的形成条件及其判别 工作空间 Wn (Pn )与其后级旋 转轴 zn1 若不相交，则在该旋 转轴的周围形成空洞。 空洞存在与否可根据前级空 间Wn (Pn )和后级旋转轴 zn1之 间的最小距离来判断。 若 Rxmin 0 。 则不存在空 洞； 若 Rxmin 0 则存在空洞。
14
第14页/共33页
腕点工作空间
15
第15页/共33页
PUMA560型机器人无结构限制时的工作空间轴剖面
16
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2、图解法 用图解法求工作空间，得到的往往是工作空间的各类别
1) 圆C1:半径为 R1 l1 l2 h ， 圆C4:半径为 R4 l1 l2 h ，
分别是该操作机的总工作空 间的边界。它们之间的环形 而积即W(P) 。
2）圆C2:半径为 R4 l1 l2 h ， 圆C3:半径为 R1 l1 l2 h ， C4 C3
对于自由度 F 6 的机器人操作机，将操作机的前三杆(或前
三关节)划为一组，在第三杆上设置参考点P3(相当于腕点)，求
其绕将各后关面节各运杆动（形4、成5的、曲6 面杆的）包划络为，另得一到组界，限在曲末面杆上取W0(参P3) 考。点 P6(可取手心点)，求出其绕后面关节运动形成的曲面（线）的 包络让， W得3(Pn到) 沿界限W0曲(P3)面运动W3，(Pn)就。形成了双参数曲面族，可用相应 的包络面公式求出末杆上参考点的工作空间界限曲面 。 W0(Pn)
一、定义
空洞——在转轴 zi 周围，沿z的全长参考点Pn均不能达到
的空间。 空腔——参考点不能达到的被完全封闭在工作空间之内的
空间。
1——空腔；2——空洞
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二、空洞及空腔约形成条件 1、空洞的形成条件及其判别 工作空间 Wn (Pn )与其后级旋 转轴 zn1 若不相交，则在该旋 转轴的周围形成空洞。 空洞存在与否可根据前级空 间Wn (Pn )和后级旋转轴 zn1之 间的最小距离来判断。 若 Rxmin 0 。 则不存在空 洞； 若 Rxmin 0 则存在空洞。
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腕点工作空间
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PUMA560型机器人无结构限制时的工作空间轴剖面
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2、图解法 用图解法求工作空间，得到的往往是工作空间的各类别
Robotics机器人技术(PPT)
Traditional planning architectures Behavior-based control architectures Hybrid architectures
Modeling the Robot Mechanism
Forward kinematics describes how the robots joint angle configurations translate to locations in the world
x y
t t
Example: A differential drive robot
) ) r ( r ( L R L R v x cos( ) , v y sin( ) 2 2 r L R d
Problems
Traditional programming techniques for industrial robots lack key capabilities necessary in intelligent environments
Only limited on-line sensing No incorporation of uncertainty
Mobile Robots
Robots
Walking Robots
Humanoid Robots
Autonomous Robots
The control of autonomous robots involves a number of subtasks
Understanding and modeling of the mechanism
机器人ppt(共21张PPT)
(1) 专用机器人：在固定地点以固定程序工作 其结构复杂，工作范围大，定位精度高，通用性强，适用于不断变换生产品种的柔性制造系统。
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。 (1) 特殊煤层采掘机器人 1) 在摩托车行业中的应用
的机器人。其结构简单，无独立控制系统， 具有记忆功能，在操作者的示教操作后，能按示教的顺序、位置、条件与其他信息反复重现示教作业。
换刀机械手。 海南新大洲摩托车厂用4台弧焊机器人工作站完成新大洲50系列摩托车的车架焊接。
该生产线自1998年3月投入运行以来，运行良好，性能稳定。 哈工大博实公司自主开发的“自动包装机器人码垛生产线〞应用于大庆石化公司10万吨/年聚丙烯生产装置，全线实现了自动运行，
(2) 通用机器人：
具有独立控制系统，通过改变控制程序能完 成多种作业的机器人。其结构复杂，工作范 围大，定位精度高，通用性强，适用于不断 变换生产品种的柔性制造系统。
这种机器人可以利用传感器来确定巷道的上缘，这样就可以自动瞄准巷道缝，然后把钻头按规定的间隔布置好，钻孔过程用微机控制，
1) 按系统功能分类 随时根据岩石硬度调整钻头的转速、力的大小以及钻孔的形状，这样可以大大提高生产率，人只要在平安的地方监视整个作业低廉，如附设在加工中心机床上的自动换刀机械手。
▪ 仿生特征：模仿人的肢体动作 ▪ 柔性特征：对作业具有广泛适应性 ▪ 智能特征：具有对外界的感知能力 ▪ 自动特征：自动完成作业任务
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
▪ (3) 示教再现式机器人： ▪ 具有记忆功能，在操作者的示教操作后，能
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。 (1) 特殊煤层采掘机器人 1) 在摩托车行业中的应用
的机器人。其结构简单，无独立控制系统， 具有记忆功能，在操作者的示教操作后，能按示教的顺序、位置、条件与其他信息反复重现示教作业。
换刀机械手。 海南新大洲摩托车厂用4台弧焊机器人工作站完成新大洲50系列摩托车的车架焊接。
该生产线自1998年3月投入运行以来，运行良好，性能稳定。 哈工大博实公司自主开发的“自动包装机器人码垛生产线〞应用于大庆石化公司10万吨/年聚丙烯生产装置，全线实现了自动运行，
(2) 通用机器人：
具有独立控制系统，通过改变控制程序能完 成多种作业的机器人。其结构复杂，工作范 围大，定位精度高，通用性强，适用于不断 变换生产品种的柔性制造系统。
这种机器人可以利用传感器来确定巷道的上缘，这样就可以自动瞄准巷道缝，然后把钻头按规定的间隔布置好，钻孔过程用微机控制，
1) 按系统功能分类 随时根据岩石硬度调整钻头的转速、力的大小以及钻孔的形状，这样可以大大提高生产率，人只要在平安的地方监视整个作业低廉，如附设在加工中心机床上的自动换刀机械手。
▪ 仿生特征：模仿人的肢体动作 ▪ 柔性特征：对作业具有广泛适应性 ▪ 智能特征：具有对外界的感知能力 ▪ 自动特征：自动完成作业任务
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
▪ (3) 示教再现式机器人： ▪ 具有记忆功能，在操作者的示教操作后，能
最新Robotics机器人技术(PPT)
Automation and Robotics in Intelligent Environments
▪ Control of the physical environment
▪ Automated blinds ▪ Thermostats and heating ducts ▪ Automatic doors ▪ Automatic room partitioning
Closed-loop control
Generation of task-specific motions
Path planning
Integration of sensors
Selection and interfacing of various types of sensors
Coping with noise and uncertainty
Filtering of sensor noise and actuator uncertainty
Creation of flexible control policies
Control has to deal with new situations
Traditional Industrial Robots
Motor driven Robots
ห้องสมุดไป่ตู้
Maillardet’s Automaton
1928: First motor driven automata
1961: Unimate
First industrial robot
1967: Shakey
Autonomous mobile research robot
A Brief History of Robotics
《机器人技术绪论》PPT课件
韩国科学家最新研制 娱乐型机器人
2021/6/10
111
中科院研制出美女机器人
2021/6/10
112
日本东北大学教授小菅一弘在日本茅野市一机 器人研究公司向人们展示他最新研制的舞厅机 器人
106
• 这是一种处理核事故的机器人,它随身携 有摄像机,可进行遙控操纵
2021/6/10
107
中国科学院自动化研究所新研制仿人机器人
“童童” 眉目传情
2021/6/10
108
2021/6/10
“贝奇” 现场作画
109
哈工大导购机器人
2021/6/10
110
“夏娃机器人2号”身 高达到165厘米，体重 为60公斤
• 1964年11月5日以来，美国、前苏联、欧洲 以及日本都竞相开始探索火星的历程
• 共向火星发射了30多次宇宙飞船、火星探 测器等，但三分之二以失败告终，
2021/6/10
89
• 火星探测器越来越轻、小、灵敏。 • ”勇气号“机遇”号，8亿美元，最精密机
器人。
• 离太空科研
2021/6/10
90
机器人技术 Robot Technology
2021/6/10
1
• 教材
• 1.机器人技术基础,刘极峰,高等教育出版 社,2006
• 2,工业机器人,徐元昌,中国轻工业出版 社,1999
• 3.机器人技术基础,孟庆鑫,哈尔滨工业大学 出版社,2006
• 4.机器人技术及其应用,谢存譆,机械工业出 版社,2005
68
2021/6/10
69
2021/6/10
70
2021/6/10
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中科院研制出美女机器人
2021/6/10
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日本东北大学教授小菅一弘在日本茅野市一机 器人研究公司向人们展示他最新研制的舞厅机 器人
106
• 这是一种处理核事故的机器人,它随身携 有摄像机,可进行遙控操纵
2021/6/10
107
中国科学院自动化研究所新研制仿人机器人
“童童” 眉目传情
2021/6/10
108
2021/6/10
“贝奇” 现场作画
109
哈工大导购机器人
2021/6/10
110
“夏娃机器人2号”身 高达到165厘米，体重 为60公斤
• 1964年11月5日以来，美国、前苏联、欧洲 以及日本都竞相开始探索火星的历程
• 共向火星发射了30多次宇宙飞船、火星探 测器等，但三分之二以失败告终，
2021/6/10
89
• 火星探测器越来越轻、小、灵敏。 • ”勇气号“机遇”号，8亿美元，最精密机
器人。
• 离太空科研
2021/6/10
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机器人技术 Robot Technology
2021/6/10
1
• 教材
• 1.机器人技术基础,刘极峰,高等教育出版 社,2006
• 2,工业机器人,徐元昌,中国轻工业出版 社,1999
• 3.机器人技术基础,孟庆鑫,哈尔滨工业大学 出版社,2006
• 4.机器人技术及其应用,谢存譆,机械工业出 版社,2005
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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
机器人技术课件
创造就业机会：机器人技术将创造新的就业机会， 如机器人研发、维护和管理等
提高生活质量：机器人技术将提高人们的生活质 量，如智能家居、医疗机器人等
社会伦理问题：机器人技术的发展将引发社会伦 理问题，如机器人权利、机器人道德等
谢谢
伦理问题
机遇：智能化、 自动化、提高
生产效率
挑战：人机交 互、自主学习、
适应环境
机遇：创新应 用、拓展市场、 提高生活质量
机器人技术的创新方向
人工智能与 机器人技术
的融合
机器人自 主学习与 决策能力
机器人在 特殊环境 下的应用
机器人与 人类的协 作与交互
机器人技术的社会影响
提高生产效率：机器人技术将提高生产效率，降 低生产成本
机器人技术课件
演讲人
目录
01. 机器人技术概述 02. 机器人技术的关键技术 03. 机器人技术的应用案例 04. 机器人技术的未来展望
机器人技术的定义
机器人技术是一种 涉及机械、电子、
1 计算机、控制、人 工智能等多个领域 的综合性技术。
机器人技术主要研 究机器人的设计、
2 制造、控制和应用， 包括机器人的结构、 运动控制、感知与 交互等方面。
机器人技术旨在实 现机器人的自主运
3 动、智能决策和自 主学习，使其能够 完成各种复杂任务。
机器人技术广泛应 用于工业、农业、
4 医疗、服务、教育 等多个领域，为人 类带来便利和效率 的提升。
机器人技术的应用领域
工业自动化：用于生产线、仓 储、物流等领域的自动化设备
服务机器人：用于家庭、医疗、 教育等领域的服务机器人
发展趋势：智能化程度不断 提高，应用场景不断拓展
特种机器人
01
提高生活质量：机器人技术将提高人们的生活质 量，如智能家居、医疗机器人等
社会伦理问题：机器人技术的发展将引发社会伦 理问题，如机器人权利、机器人道德等
谢谢
伦理问题
机遇：智能化、 自动化、提高
生产效率
挑战：人机交 互、自主学习、
适应环境
机遇：创新应 用、拓展市场、 提高生活质量
机器人技术的创新方向
人工智能与 机器人技术
的融合
机器人自 主学习与 决策能力
机器人在 特殊环境 下的应用
机器人与 人类的协 作与交互
机器人技术的社会影响
提高生产效率：机器人技术将提高生产效率，降 低生产成本
机器人技术课件
演讲人
目录
01. 机器人技术概述 02. 机器人技术的关键技术 03. 机器人技术的应用案例 04. 机器人技术的未来展望
机器人技术的定义
机器人技术是一种 涉及机械、电子、
1 计算机、控制、人 工智能等多个领域 的综合性技术。
机器人技术主要研 究机器人的设计、
2 制造、控制和应用， 包括机器人的结构、 运动控制、感知与 交互等方面。
机器人技术旨在实 现机器人的自主运
3 动、智能决策和自 主学习，使其能够 完成各种复杂任务。
机器人技术广泛应 用于工业、农业、
4 医疗、服务、教育 等多个领域，为人 类带来便利和效率 的提升。
机器人技术的应用领域
工业自动化：用于生产线、仓 储、物流等领域的自动化设备
服务机器人：用于家庭、医疗、 教育等领域的服务机器人
发展趋势：智能化程度不断 提高，应用场景不断拓展
特种机器人
01
机器人ppt课件
执行部分
机械结构
执行部分是机器人的机械结构，包括关节、轮子、爪子等，用于实现机器人的 移动、抓取等动作。
驱动器
驱动器是一种能够将电信号转化为机械动作的装置，它根据控制信号驱动机械 结构运动，实现机器人的各种动作。
人工智能部分
机器学习算法
人工智能部分包括多种机器学习算法，如深度学习、神经网 络等，用于让机器人能够自主地学习和适应环境变化。
数据处理
传感器采集的数据需要通过算法 进行处理，以识别、解析和利用 这些数据，为机器人的行为提供 指导。
控制部分
控制器
控制部分的核心是控制器，它负责接 收从感知部分获取的信息，并根据预 设的程序或算法，对信息进行处理并 输出控制信号。
执行器
控制部分的执行器负责接收控制信号 ，并将其转化为机械动作或电信号， 以驱动机器人的运动。
01
02
03
04
工业领域
生产线自动化、质量检测、仓 储管理等。
医疗领域
手术辅助、康复训练、护理等 。
服务领域
智能客服、家庭服务、教育等 。
军事领域
侦查、排爆、战斗等。
02
机器人的基本组成
感知部分
传感器
机器人的感知部分包括多种传感 器，如视觉传感器、距离传感器 、速度传感器等，用于感知周围 环境，获取信息。
案例二：Nest公司的智能温控器
总结词
智能家居领域的代表产品，能够学习用户的行为模式并自动调整温度。
详细描述
Nest公司的智能温控器是智能家居领域的代表产品。这个设备能够学习用户的行 为模式，自动调整温度，以实现舒适的室内环境。它还可以通过智能手机应用程 序远程控制温度，并提供能源使用数据，帮助用户节省能源。
工业机器人介绍详解ppt课件
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
智慧化
例：智慧XX “物化成人” “灵魂”——信息化技术
“灵魂”附于制造业——智能制造 智能制造——泛在制造——智能机器人
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
机器人与人的深度融合
人类与机器的联合，即嵌入我们大脑的知识和技巧将与 我们创造的容量更大，速度更快，知识分享能力更强的智能 相结合。
我们的智能会逐渐非生物化，其智能程度将远远高于今 天的智能——一个新的文明正在冉冉升起，它将使我们超越 人类的生物极限，大大加强我们的创造力。
在这个新世界中，人类与机器、现实与虚拟的区别将变 的模糊，我们可以任意的装扮成不同的身体，扮演一系列不 同的角色。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
习主席说： 以物质生产，物质服务为主的经济发展模
式向以信息生产、信息服务为主的经济发展模 式转变。
一场革命 ——信息化 信息技术已经成为率先渗透到经济社会 生活各领域的先导技术。 两股洪流——无人化，智慧化 三个技术高地——机器人，数字制造， 人工智能。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
白领机器人
知识工业自动化 运用机器人进行复杂分析，精确判断，创造性 的解决问题，越来越多的知识工作由机器人（软件 机器人）来完成。 将会出现机器人工程师、机器人设计师、机器 人管理员等。
机器人技术绪论PPT课件
机器人可以通过语音、文字、图像等多种方式与人类进行交互， 提供更加自然和多样化的交流体验。
情感识别与表达
结合情感计算技术，机器人能够识别和表达情感，使人机交互更 加富有情感色彩。
个性化交互
根据用户的个性化需求和偏好，机器人可以提供定制化的服务和 交互体验，提高用户满意度。
06
未来展望与产业发展趋势
控制与优化技术
控制理论
介绍控制理论在机器人控制中的 应用，如PID控制、鲁棒控制、
自适应控制等。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
优化算法
阐述优化算法在机器人控制中的 作用，如遗传算法、粒子群算法、
模拟退火算法等。
多机器人协同控制
探讨多机器人系统中的协同控制 方法，如分布式控制、集中式控
制、分层式控制等。
04
典型机器人系统介绍及案例分析
THANKS
感谢观看
国外研究现状
美国、日本和欧洲等发达国家在机器人技术研究方面处于领先地位。这些国家不仅拥有先进的研发技术和丰富的 经验积累，还形成了完整的产业链和生态系统。近年来，随着人工智能技术的快速发展，国外机器人技术开始向 智能化、自主化方向发展。
02
机器人基本原理与结构
机器人运动学原理
01
02
03
机器人运动学概述
应用案例
工业机器人在汽车制造、电子制造、塑料制品等领域得到广泛应用。例如，在汽车制造中 ，工业机器人可完成车身焊接、零部件装配等任务，提高生产效率和产品质量。
服务机器人系统及应用案例
服务机器人的定义和分类
服务机器人是一种能够为人类提供服务的自动化设备，根据服务内容和场景可分为家用服务机器人、医疗服务机器人 、教育服务机器人等。
传感器与执行器的集成
情感识别与表达
结合情感计算技术，机器人能够识别和表达情感，使人机交互更 加富有情感色彩。
个性化交互
根据用户的个性化需求和偏好，机器人可以提供定制化的服务和 交互体验，提高用户满意度。
06
未来展望与产业发展趋势
控制与优化技术
控制理论
介绍控制理论在机器人控制中的 应用，如PID控制、鲁棒控制、
自适应控制等。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
优化算法
阐述优化算法在机器人控制中的 作用，如遗传算法、粒子群算法、
模拟退火算法等。
多机器人协同控制
探讨多机器人系统中的协同控制 方法，如分布式控制、集中式控
制、分层式控制等。
04
典型机器人系统介绍及案例分析
THANKS
感谢观看
国外研究现状
美国、日本和欧洲等发达国家在机器人技术研究方面处于领先地位。这些国家不仅拥有先进的研发技术和丰富的 经验积累，还形成了完整的产业链和生态系统。近年来，随着人工智能技术的快速发展，国外机器人技术开始向 智能化、自主化方向发展。
02
机器人基本原理与结构
机器人运动学原理
01
02
03
机器人运动学概述
应用案例
工业机器人在汽车制造、电子制造、塑料制品等领域得到广泛应用。例如，在汽车制造中 ，工业机器人可完成车身焊接、零部件装配等任务，提高生产效率和产品质量。
服务机器人系统及应用案例
服务机器人的定义和分类
服务机器人是一种能够为人类提供服务的自动化设备，根据服务内容和场景可分为家用服务机器人、医疗服务机器人 、教育服务机器人等。
传感器与执行器的集成
Robotics机器人技术()PPT课件
The control of autonomous robots involves a number of subtasks
Understanding and modeling of the mechanism
Kinematics, Dynamics, and Odometry
Reliable control of the actuators
▪ Control of the physical environment
▪ Automated blinds ▪ Thermostats and heating ducts ▪ Automatic doors ▪ Automatic room partitioning
▪ Personal service robots
Traditional industrial robot control uses robot arms and largely pre-computed motions
1. Programming using “teach box” 2. Repetitive tasks 3. High speed 4. Few sensing operations 5. High precision movements 6. Pre-planned trajectories and 7. task policies 8. No interaction with humans
▪ House cleaning ▪ Lawn mowing ▪ Assistance to the elderly and handicapped ▪ Office assistants ▪ Security services
3
Robots
机器人技术概论PPT完整全套教学课件精选全文完整版
一、 机器人的诞生
由于当时技术条件的限制，这些玩偶都是身高一米的巨型玩具。现在保留下来的最早的机器人是瑞士努萨蒂尔历史博物馆里的少女玩偶，它制作于二百年前，两只手的十个手指可以按动风琴的琴键弹奏音乐，现在还定期演奏供参观者欣赏，展示了古代人的智慧。
19世纪中叶自动玩偶分为2个流派，即科学幻想派和机械制作派，并各自在文学艺术和近代技术中找到了自己的位置。1831年歌德发表的《浮士德》，塑造了人造人“荷蒙克鲁斯”。1870年霍夫曼出版了以自动玩偶为主角的作品《葛蓓莉娅》。1883年科洛迪的《木偶奇遇记》问世。1886年《未来的夏娃》问世。在机械制作方面，1893年摩尔制造了“蒸汽人”，“蒸汽人”靠蒸汽驱动双腿沿圆周走动。
二、 现代机器人
图1-5所示为水下机器人。将机器人技术（如传感技术、智能技术、控制技术等）扩散和渗透到各个领域形成了各式各样的新机器——智能化机器，如仿生机器人、可重构机器人等。当前与信息技术的交互和融合又产生了“软件机器人”“网络机器人”等新名词，这也说明了机器人所具有的创新活力。
“工欲善其事，必先利其器”，人类在认识自然、改造自然、推动社会进步的过程中，不断地创造出各种各样为人类服务的工具，其中许多具有划时代的意义。作为20世纪自动化领域的重大成就，机器人已经和人类社会的生产、生活密不可分。世间万物，人力是第一资源，这是任何其他物质不能替代的。我们完全有理由相信，像其他许多科学技术的发明发现一样，机器人也将成为人类的好助手、好朋友。
按机械结构
和串联机器人相比较，并联机器人具有以下特点：
（1） 无累积误差，精度较高；（2） 驱动装置可置于定平台上或接近定平台的位置，这样运动部分重量轻，速度快，动态响应好；（3） 结构紧凑，刚度高，承载能力大；（4） 完全对称的并联机构具有较好的各向同性；（5） 工作空间较小。
由于当时技术条件的限制，这些玩偶都是身高一米的巨型玩具。现在保留下来的最早的机器人是瑞士努萨蒂尔历史博物馆里的少女玩偶，它制作于二百年前，两只手的十个手指可以按动风琴的琴键弹奏音乐，现在还定期演奏供参观者欣赏，展示了古代人的智慧。
19世纪中叶自动玩偶分为2个流派，即科学幻想派和机械制作派，并各自在文学艺术和近代技术中找到了自己的位置。1831年歌德发表的《浮士德》，塑造了人造人“荷蒙克鲁斯”。1870年霍夫曼出版了以自动玩偶为主角的作品《葛蓓莉娅》。1883年科洛迪的《木偶奇遇记》问世。1886年《未来的夏娃》问世。在机械制作方面，1893年摩尔制造了“蒸汽人”，“蒸汽人”靠蒸汽驱动双腿沿圆周走动。
二、 现代机器人
图1-5所示为水下机器人。将机器人技术（如传感技术、智能技术、控制技术等）扩散和渗透到各个领域形成了各式各样的新机器——智能化机器，如仿生机器人、可重构机器人等。当前与信息技术的交互和融合又产生了“软件机器人”“网络机器人”等新名词，这也说明了机器人所具有的创新活力。
“工欲善其事，必先利其器”，人类在认识自然、改造自然、推动社会进步的过程中，不断地创造出各种各样为人类服务的工具，其中许多具有划时代的意义。作为20世纪自动化领域的重大成就，机器人已经和人类社会的生产、生活密不可分。世间万物，人力是第一资源，这是任何其他物质不能替代的。我们完全有理由相信，像其他许多科学技术的发明发现一样，机器人也将成为人类的好助手、好朋友。
按机械结构
和串联机器人相比较，并联机器人具有以下特点：
（1） 无累积误差，精度较高；（2） 驱动装置可置于定平台上或接近定平台的位置，这样运动部分重量轻，速度快，动态响应好；（3） 结构紧凑，刚度高，承载能力大；（4） 完全对称的并联机构具有较好的各向同性；（5） 工作空间较小。
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Decisions require actions to be performed on devices Decisions are frequently not elementary device interactions but rather relatively complex commands
x y
t t
Example: A differential drive robot
) ) r ( r ( L R L R v x cos( ) , v y sin( ) 2 2 r L R d
First industrial robot
1969: Stanford Arm
Autonomous mobile research robot Dextrous, electric motor driven robot arm
Unimate
Robots
Robot Manipulators
Autonomy
Intuitive Human-Robot Interfaces
Robots have to be capable of achieving task objectives without human input Robots have to be able to make and execute their own decisions based on sensor information Use of robots in smart homes can not require extensive user training Commands to robots should be natural for inhabitants
Japanese Industrial Robot Association (JIRA) :
“A device with degrees of freedom that can be controlled.” Class 1 : Manual handling device Class 2 : Fixed sequence robot Class 3 : Variable sequence robot Class 4 : Playback robot Class 5 : Numerical control robot Class 6 : Intelligent robot
Mobile Robot Odometry
In mobile robots the same configuration in terms of joint angles does not identify a unique location
To keep track of the robot it is necessary to incrementally update the location (this process is called odometry or dead reckoning)
Adaptation
Robots have to be able to adjust to changes in the environment
Robots for Intelligent Environments
Service Robots
Security guard Delivery Cleaning Mowing Mobility Services for elderly and People with disabilities
Control of the physical environment
Automated blinds Thermostats and heating ducts Automatic doors Automatic room partitioning
Personal service robots
Path planning
Coping with noise and uncertainty
Selection and interfacing of various types of sensors
Creation of flexible control policies
Filtering of sensor noise and actuator uncertainty
Decisions define set points or results that have to be achieved Decisions can require entire tasks to be performed
Automation and Robotics in Intelligent Environments
1
2
(x, y, z)
(x, y, )
Hale Waihona Puke Inverse kinematics computes the joint angle configuration necessary to reach a particular point in space. Jacobians calculate how the speed and configuration of the actuators translate into velocity of the robot
Decisions coming from the decision maker(s) in the environment have to be executed.
Automate functions in the home Provide services to the inhabitants
House cleaning Lawn mowing Assistance to the elderly and handicapped Office assistants Security services
Robots
Robota (Czech) = A worker of forced labor
From Czech playwright Karel Capek's 1921 play “R.U.R” (“Rossum's Universal Robots”)
A Brief History of Robotics
Mechanical Automata
Ancient Greece & Egypt
Reliable control of the actuators
Kinematics, Dynamics, and Odometry
Closed-loop control
Generation of task-specific motions
Integration of sensors
Mobile Robots
Robots
Walking Robots
Humanoid Robots
Autonomous Robots
The control of autonomous robots involves a number of subtasks
Understanding and modeling of the mechanism
Control has to deal with new situations
Traditional Industrial Robots
Traditional industrial robot control uses robot arms and largely pre-computed motions
Smart Home Technologies
Automation and Robotics
Motivation
Intelligent Environments are aimed at improving the inhabitants’ experience and task performance
No interaction with humans
Reliance on perfect task information Complete re-programming for new tasks
Requirements for Robots in Intelligent Environments
Problems
Traditional programming techniques for industrial robots lack key capabilities necessary in intelligent environments
Only limited on-line sensing No incorporation of uncertainty
Programming using “teach box” Repetitive tasks High speed Few sensing operations High precision movements Pre-planned trajectories and task policies No interaction with humans
x vx y v y t