机器人公开课
合集下载
相关主题
- 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)。
2、机器人的定义
上述机器人定义的共同之处（3点） 1）像人或人的上肢，并能模仿人的动作 2）具有一定程度上的智能或感知与识别能力 3）人造的机器或机械电子装置
3、
机 器 人 之阿 父西
莫 夫
第一、什么是机器人
机器人三原则： 一、机器人不得伤害人，也不得见人类受到伤害而袖 手旁观； 第二条：机器人必须服从人类的命令，除非这条命令 与第一条相矛盾 第三条：机器人必须保护自己，除非这种保护与以上 两条相矛盾
Ø 这个大赛它强调的是一种解决问题的过程， 期望大学生为了完成任务而竭尽全力把最 前沿的科技成果整合在自己设计的无人机 上。
第四、机器人的发展趋势 中
国
1、行走机器人
第 一先
台
类行
目前市场上机器人大多数是固定
人
式的，它的应用范围和功能受到限制，
型者
机
器
自主式移动机器人是主要的研究
人
方向，它按预定任务指令，根据已知地
将能源或各种能量传送到执行机 构的装置。其中常用的驱动器有 电动机、气动装置和液动装置。 而传动机构，最常用的有减速器、 丝杆传动、链传动、带传动和齿 轮传动。驱动--传动系统相当于 人体的肌肉和肌腱。
第三、机器人的结构与分类
1、机器人的基本结构
（3）控制系统
机器人的控制系统，是由控 制计算机及相应的控制软件和伺 服控制器组成，它相当于人的神 经系统，是机器人的指挥系统， 对其执行机构发出如何动作的命 令。（我们有微控制器、集成控 制电路板、控制箱、控制柜）
周
穆
古
王
希
腊 伶
人
特
西
比
乌
斯
水 钟
（1）
（2）
第二、机器人的发展史
鲁 班
木 鸢
（3）
张 衡
记 里 鼓 车
（4）
第二、机器人的发展史
湖北农民苏道成 铁的“木牛流马”
三国时期 诸葛亮的木牛流马
四川广元何多现 “木牛流马”
第二、机器人的发展史
1、机器人的起源
1920年，捷克的剧作家卡雷尔-卡佩克Capek在他的幻想情景剧 《罗莎姆的万能机器人》中第一次提到了机器人这个概念，剧中的人 造劳动者，它取名为Robota
Ø 赛事只限于各国大学生
3、机器人竞赛赛事
（3）中国机器人大赛即RoboCup公开赛
Ø 中国最具影响力最权威的机器人赛事。 是中国自动化学会从1999年开始设立，
Ø 目前这个自动学会里面专门有一个机器 人竞赛的工作委员会，已成功举办过十 多届，在大赛期间也会举行机器人的学 术论坛和机器人的展览等活动。
吸尘机器人Roomba
微软机器人平台 Microsoft Robotics Studio
谷歌无人驾驶汽车
第三、机器人的结构与分类
1、机器人的基本结构
机器人
人体
1、机器人的执行机构 2、驱动--传动系统 3、控制系统 4、智能系统
1、躯体和四肢 2、肌肉和肌腱 3、神经系统
4、感觉器官和大脑
第三、机器人的结构与分类
——娱乐机器人
吹唱
踢足球
跳舞
第三、机器人的结构与分类
3、机器人竞赛赛事
（1）机器人世界杯 （2）亚太地区大学生机器人比赛 （3）中国机器人大赛即RoboCup公开赛 （4）国际空中机器人大赛
。。。。。。
3、机器人竞赛赛事
（1）机器人世界杯
Ø 1997年正式设立，是目前国际 上最具影响力的机器人赛事。
管垃圾
第四、机器人的发展趋势
3、军用机器人
机器人技术目前被广泛应用于军 事目的，包括太空，空中，地面和水下
“机器人附属部队” “机器人兵团”
第四、机器人的发展趋势
4、智能机器人
智能机器人有着和多的研究课题，基于人工神经网络的识别、检测、控制 和规划方法占有占有十分重要的地位。
智能机器人的智能水平极限还远未达到，智能机器人的研究还有很长的路 要走。
Ø 戴汝为、封盛锡、欧阳自远、孙优贤、 郑南宁、张钹、蔡鹤皋、陈国良、 徐扬生，竞赛委员会里面有11位院士。
3、机器人竞赛赛事
（4）国际空中机器人大赛
Ø 由国际无人机系统协会于1991年正式设立， 至今已完成了五代任务，
Ø 2010年已经进入第六带任务，但还尚未完 成----它需要一架小型飞行器自主潜入一 个完全未知的室内环境，找到指定的U盘， 将其调换，并顺利返回。
主讲老师：林丽君 交流学习QQ：543477723
本节课内容
Ø什么是机器人 Ø机器人的发展史 Ø机器人的结构与分类 Ø机器人的发展趋势
第一、什么是机器人
1、大家印象中的机器人是什 么样子的呢？（图片）
电影《机械公敌》中的桑尼
电影《变形金刚》中的汽车人大黄蜂
第一、什么是机器人
1、大家印象中的机器人是什 么样子的呢？（视频）
Robota在捷克语中的意思是苦力奴隶，我们现代的英语里面机 器人Robot就是从捷克语Robota中音译演化而来。
第二、机器人的发展史
2、机器人的发展史
（1）起步阶段（1938-1954）
主从机械手
维纳——控制论
麻省理工学院 多轴数控铣床
德沃尔 Devol 示教再现型机器人
第二、机器人的发展史
图信息做出全局规划，并在行进过程中，
不断感知周围局部环境信息，自主地做
出决策，引导自身绕开障碍物，安全到
达指定目标点。
本田公司
Asimo 行走机器人
第四、机器人的发展趋势
2、微型机器人
微型机器人它是21世纪的尖端技 术之一
微型驱动器是开发微型机器人的 基础和关键技术之一。
美国研制的纳 米机器人可用 于清理动脉血
第一、什么是机器人
4、与机器人技术相关的学科
机械工程（结构设计）
传感器技术（位置、速度、视觉等）、
机
电子工程（电路设计）
器
计算机技术（程序设计、嵌入式控制器）
人
模式识别（语音、图像识别）
人工智能（自主判断、决策能力）
控制论（反馈控制、预测、稳定性判断） ......
第二、机器人的发展史
1、机器人的起源
地 面 侦 查 机 器 人
第三、机器人的结构与分类
2、机器人的分类
（2）特种机器人 ——仿生机器人
机器鱼
Air Bird 仿生机器鸟
仿生机器蛇
神 行 者
第三、机器人的结构与分类
2、机器人的分类 （2）特种机器人
——动物机器人
机器大鼠
山东科技大学研 制机器鸽子
机器苍蝇
第三、机器人的结构与分类
2、机器人的分类 （2）特种机器人
2、机器人的分类
（2）特种机器人 ——日用服务机器人
送餐机器人
迎宾机器人
第三、机器人的结构与分类
2、机器人的分类
（2）特种机器人 ——农业机器人
植保机器人，喷洒农药
插秧机器人
采摘机器人
第三、机器人的结构与分类
2、机器人的分类
（2）特种机器人 ——医用机器人
lokomat 康复机器人
1999年美国公司的第一代 达芬奇手术机器人研制成功
Ø 它通过提供一个标准问题来促 进人工智能和智能机器人的研 究。
Ø 目标是到2050年建立一支完全 自主的机器人球队，在正式的 足球比赛中赢得有足球运动员 组成的球队。
3、机器人竞赛赛事
（2）亚太地区大学生机器人大赛
Ø 由“亚洲--太平洋广播联盟”于2000 年正式设立。
Ø 宗旨是致力于培养各国青少年对开发、 研制高科技的兴趣与爱好，提高各参 与国的科技水平，为机器人工业的发 பைடு நூலகம்发掘、培养后备人才。山东科技大 学就参加过，获得过最佳创意奖等
英格伯格创建的TRC公司第一个服 务机器人 “护士助手”机器人
第三、机器人的结构与分类
2、机器人的分类
（2）特种机器人 ——水下机器人
第三、机器人的结构与分类
2、机器人的分类
（2）特种机器人 ——军用机器人
军 用 机 器 人
魔 爪
全 球 鹰 无 人 侦 察 机
运 输 机 器 人
大 狗
隐 形 无 人 轰 炸 机
T3
万能自动化公司 通用工业机器人PUMA
斯坦福推车
第二、机器人的发展史
2、机器人的发展史
（4）八十年代后，开始进入智能机器人研究阶段
索尼公司 机器人QRIO
英格伯格 机器人Helpmate
美国航天宇航局 火星探路者号
索尼公司 机器人爱宝
第二、机器人的发展史
2、机器人的发展史
人形机器人宇航员R2
1、机器人的基本结构
（1）执行机构 机器人的执行机构即机器人
的本体，包括手部、腕部、腰部 和基座，从这个概念来看它与人 身机构基本相对应，其中基座相 当于人的下肢，执行机构是机器 人实现各种运动的“执行器官”， 相当于人的躯体和四肢。
第三、机器人的结构与分类
1、机器人的基本结构
（2）驱动--传动系统 机器人的驱动--传动系统是
2、机器人的发展史
（2）六十年代，机器人产品正式问世，机器人技术形成
万能自动化公司 工业机器人Unimate
斯坦福研究所机器人Shakey
加藤一郎实验室 双足机器人
第二、机器人的发展史
2、机器人的发展史
（3）七十年代，机器人技术发展称为专门的学科——机器人学（Robotics）
辛辛那提-米拉克隆公 司推出第一台由小型计 算机控制的工业机器人
我国机器人专家将机器人分为工业机器人和特种机器人两大类。
工业机器人—— 工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。
特种机器人—— 特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人
类的各种先进机器人
第三、机器人的结构与分类
2、机器人的分类 （1）工业机器人 ——按用途来分
第三、机器人的结构与分类
机器人李咏
《机器人舞WHY》
第一、什么是机器人
阿尔法机器人舞蹈
第一、什么是机器人
1、大家印象中的机器人是什 么样子的呢？（新闻）
工业机器人技术应用竞赛
机器人应用厂商东莞嘉利集团
第一、什么是机器人
2、机器人的定义
《英国简明牛津字典》—— 机器人是“貌似人的自动机，具有智力和顺从于人的不具人格
的机器”。
“日本工业机器人协会”—— 机器人是一种装备有记忆装置和末端执行器的，能够转动并通
过自动完成各种移动来代替人来劳动的通用机器。
第一、什么是机器人
2、机器人的定义
“美国机器人协会”—— 机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置，通
过可编程序动作来执行各种任务并具有编程能力的多功能机械手。
第一、什么是机器人
第三、机器人的结构与分类
动
接
态
1、机器人的基本结构
近
扭
传
矩
（4）智能系统
感
传
器
感
机器人的智能系统是指机器
器
人在没有人的干预下，实现自主 控制的能力，它包括感知系统和 分析--决策系统，相当于人的大 脑。
速
角
度
位
传
移
感
传
器
感
器
各
视
种
觉
指
压
控
传
纹
力
制
感
传
传
算
器
感
感
法
器
器
第三、机器人的结构与分类
2、机器人的分类
上述机器人定义的共同之处（3点） 1）像人或人的上肢，并能模仿人的动作 2）具有一定程度上的智能或感知与识别能力 3）人造的机器或机械电子装置
3、
机 器 人 之阿 父西
莫 夫
第一、什么是机器人
机器人三原则： 一、机器人不得伤害人，也不得见人类受到伤害而袖 手旁观； 第二条：机器人必须服从人类的命令，除非这条命令 与第一条相矛盾 第三条：机器人必须保护自己，除非这种保护与以上 两条相矛盾
Ø 这个大赛它强调的是一种解决问题的过程， 期望大学生为了完成任务而竭尽全力把最 前沿的科技成果整合在自己设计的无人机 上。
第四、机器人的发展趋势 中
国
1、行走机器人
第 一先
台
类行
目前市场上机器人大多数是固定
人
式的，它的应用范围和功能受到限制，
型者
机
器
自主式移动机器人是主要的研究
人
方向，它按预定任务指令，根据已知地
将能源或各种能量传送到执行机 构的装置。其中常用的驱动器有 电动机、气动装置和液动装置。 而传动机构，最常用的有减速器、 丝杆传动、链传动、带传动和齿 轮传动。驱动--传动系统相当于 人体的肌肉和肌腱。
第三、机器人的结构与分类
1、机器人的基本结构
（3）控制系统
机器人的控制系统，是由控 制计算机及相应的控制软件和伺 服控制器组成，它相当于人的神 经系统，是机器人的指挥系统， 对其执行机构发出如何动作的命 令。（我们有微控制器、集成控 制电路板、控制箱、控制柜）
周
穆
古
王
希
腊 伶
人
特
西
比
乌
斯
水 钟
（1）
（2）
第二、机器人的发展史
鲁 班
木 鸢
（3）
张 衡
记 里 鼓 车
（4）
第二、机器人的发展史
湖北农民苏道成 铁的“木牛流马”
三国时期 诸葛亮的木牛流马
四川广元何多现 “木牛流马”
第二、机器人的发展史
1、机器人的起源
1920年，捷克的剧作家卡雷尔-卡佩克Capek在他的幻想情景剧 《罗莎姆的万能机器人》中第一次提到了机器人这个概念，剧中的人 造劳动者，它取名为Robota
Ø 赛事只限于各国大学生
3、机器人竞赛赛事
（3）中国机器人大赛即RoboCup公开赛
Ø 中国最具影响力最权威的机器人赛事。 是中国自动化学会从1999年开始设立，
Ø 目前这个自动学会里面专门有一个机器 人竞赛的工作委员会，已成功举办过十 多届，在大赛期间也会举行机器人的学 术论坛和机器人的展览等活动。
吸尘机器人Roomba
微软机器人平台 Microsoft Robotics Studio
谷歌无人驾驶汽车
第三、机器人的结构与分类
1、机器人的基本结构
机器人
人体
1、机器人的执行机构 2、驱动--传动系统 3、控制系统 4、智能系统
1、躯体和四肢 2、肌肉和肌腱 3、神经系统
4、感觉器官和大脑
第三、机器人的结构与分类
——娱乐机器人
吹唱
踢足球
跳舞
第三、机器人的结构与分类
3、机器人竞赛赛事
（1）机器人世界杯 （2）亚太地区大学生机器人比赛 （3）中国机器人大赛即RoboCup公开赛 （4）国际空中机器人大赛
。。。。。。
3、机器人竞赛赛事
（1）机器人世界杯
Ø 1997年正式设立，是目前国际 上最具影响力的机器人赛事。
管垃圾
第四、机器人的发展趋势
3、军用机器人
机器人技术目前被广泛应用于军 事目的，包括太空，空中，地面和水下
“机器人附属部队” “机器人兵团”
第四、机器人的发展趋势
4、智能机器人
智能机器人有着和多的研究课题，基于人工神经网络的识别、检测、控制 和规划方法占有占有十分重要的地位。
智能机器人的智能水平极限还远未达到，智能机器人的研究还有很长的路 要走。
Ø 戴汝为、封盛锡、欧阳自远、孙优贤、 郑南宁、张钹、蔡鹤皋、陈国良、 徐扬生，竞赛委员会里面有11位院士。
3、机器人竞赛赛事
（4）国际空中机器人大赛
Ø 由国际无人机系统协会于1991年正式设立， 至今已完成了五代任务，
Ø 2010年已经进入第六带任务，但还尚未完 成----它需要一架小型飞行器自主潜入一 个完全未知的室内环境，找到指定的U盘， 将其调换，并顺利返回。
主讲老师：林丽君 交流学习QQ：543477723
本节课内容
Ø什么是机器人 Ø机器人的发展史 Ø机器人的结构与分类 Ø机器人的发展趋势
第一、什么是机器人
1、大家印象中的机器人是什 么样子的呢？（图片）
电影《机械公敌》中的桑尼
电影《变形金刚》中的汽车人大黄蜂
第一、什么是机器人
1、大家印象中的机器人是什 么样子的呢？（视频）
Robota在捷克语中的意思是苦力奴隶，我们现代的英语里面机 器人Robot就是从捷克语Robota中音译演化而来。
第二、机器人的发展史
2、机器人的发展史
（1）起步阶段（1938-1954）
主从机械手
维纳——控制论
麻省理工学院 多轴数控铣床
德沃尔 Devol 示教再现型机器人
第二、机器人的发展史
图信息做出全局规划，并在行进过程中，
不断感知周围局部环境信息，自主地做
出决策，引导自身绕开障碍物，安全到
达指定目标点。
本田公司
Asimo 行走机器人
第四、机器人的发展趋势
2、微型机器人
微型机器人它是21世纪的尖端技 术之一
微型驱动器是开发微型机器人的 基础和关键技术之一。
美国研制的纳 米机器人可用 于清理动脉血
第一、什么是机器人
4、与机器人技术相关的学科
机械工程（结构设计）
传感器技术（位置、速度、视觉等）、
机
电子工程（电路设计）
器
计算机技术（程序设计、嵌入式控制器）
人
模式识别（语音、图像识别）
人工智能（自主判断、决策能力）
控制论（反馈控制、预测、稳定性判断） ......
第二、机器人的发展史
1、机器人的起源
地 面 侦 查 机 器 人
第三、机器人的结构与分类
2、机器人的分类
（2）特种机器人 ——仿生机器人
机器鱼
Air Bird 仿生机器鸟
仿生机器蛇
神 行 者
第三、机器人的结构与分类
2、机器人的分类 （2）特种机器人
——动物机器人
机器大鼠
山东科技大学研 制机器鸽子
机器苍蝇
第三、机器人的结构与分类
2、机器人的分类 （2）特种机器人
2、机器人的分类
（2）特种机器人 ——日用服务机器人
送餐机器人
迎宾机器人
第三、机器人的结构与分类
2、机器人的分类
（2）特种机器人 ——农业机器人
植保机器人，喷洒农药
插秧机器人
采摘机器人
第三、机器人的结构与分类
2、机器人的分类
（2）特种机器人 ——医用机器人
lokomat 康复机器人
1999年美国公司的第一代 达芬奇手术机器人研制成功
Ø 它通过提供一个标准问题来促 进人工智能和智能机器人的研 究。
Ø 目标是到2050年建立一支完全 自主的机器人球队，在正式的 足球比赛中赢得有足球运动员 组成的球队。
3、机器人竞赛赛事
（2）亚太地区大学生机器人大赛
Ø 由“亚洲--太平洋广播联盟”于2000 年正式设立。
Ø 宗旨是致力于培养各国青少年对开发、 研制高科技的兴趣与爱好，提高各参 与国的科技水平，为机器人工业的发 பைடு நூலகம்发掘、培养后备人才。山东科技大 学就参加过，获得过最佳创意奖等
英格伯格创建的TRC公司第一个服 务机器人 “护士助手”机器人
第三、机器人的结构与分类
2、机器人的分类
（2）特种机器人 ——水下机器人
第三、机器人的结构与分类
2、机器人的分类
（2）特种机器人 ——军用机器人
军 用 机 器 人
魔 爪
全 球 鹰 无 人 侦 察 机
运 输 机 器 人
大 狗
隐 形 无 人 轰 炸 机
T3
万能自动化公司 通用工业机器人PUMA
斯坦福推车
第二、机器人的发展史
2、机器人的发展史
（4）八十年代后，开始进入智能机器人研究阶段
索尼公司 机器人QRIO
英格伯格 机器人Helpmate
美国航天宇航局 火星探路者号
索尼公司 机器人爱宝
第二、机器人的发展史
2、机器人的发展史
人形机器人宇航员R2
1、机器人的基本结构
（1）执行机构 机器人的执行机构即机器人
的本体，包括手部、腕部、腰部 和基座，从这个概念来看它与人 身机构基本相对应，其中基座相 当于人的下肢，执行机构是机器 人实现各种运动的“执行器官”， 相当于人的躯体和四肢。
第三、机器人的结构与分类
1、机器人的基本结构
（2）驱动--传动系统 机器人的驱动--传动系统是
2、机器人的发展史
（2）六十年代，机器人产品正式问世，机器人技术形成
万能自动化公司 工业机器人Unimate
斯坦福研究所机器人Shakey
加藤一郎实验室 双足机器人
第二、机器人的发展史
2、机器人的发展史
（3）七十年代，机器人技术发展称为专门的学科——机器人学（Robotics）
辛辛那提-米拉克隆公 司推出第一台由小型计 算机控制的工业机器人
我国机器人专家将机器人分为工业机器人和特种机器人两大类。
工业机器人—— 工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。
特种机器人—— 特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人
类的各种先进机器人
第三、机器人的结构与分类
2、机器人的分类 （1）工业机器人 ——按用途来分
第三、机器人的结构与分类
机器人李咏
《机器人舞WHY》
第一、什么是机器人
阿尔法机器人舞蹈
第一、什么是机器人
1、大家印象中的机器人是什 么样子的呢？（新闻）
工业机器人技术应用竞赛
机器人应用厂商东莞嘉利集团
第一、什么是机器人
2、机器人的定义
《英国简明牛津字典》—— 机器人是“貌似人的自动机，具有智力和顺从于人的不具人格
的机器”。
“日本工业机器人协会”—— 机器人是一种装备有记忆装置和末端执行器的，能够转动并通
过自动完成各种移动来代替人来劳动的通用机器。
第一、什么是机器人
2、机器人的定义
“美国机器人协会”—— 机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置，通
过可编程序动作来执行各种任务并具有编程能力的多功能机械手。
第一、什么是机器人
第三、机器人的结构与分类
动
接
态
1、机器人的基本结构
近
扭
传
矩
（4）智能系统
感
传
器
感
机器人的智能系统是指机器
器
人在没有人的干预下，实现自主 控制的能力，它包括感知系统和 分析--决策系统，相当于人的大 脑。
速
角
度
位
传
移
感
传
器
感
器
各
视
种
觉
指
压
控
传
纹
力
制
感
传
传
算
器
感
感
法
器
器
第三、机器人的结构与分类
2、机器人的分类