第一章 机器人的创意设计与实践
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– 2009年5月10日前。 – 电子档可以发送到邮箱（liutao1105@163.com）
课程的主要内容
• 发挥自己的想象力，把理论知识与实践相结合。 • 1、机器人的定义
– 狭义、广义机器人定义。 – Robot： 1、人创造的劳动者。 2、代替人干活的机器。
• 2、机器人发展概况 我国目前机器人的发展状况：起步较晚。 机器人王国：日本 • 3、机器人的分类
– 用途分类：工业机器人、民用机器人、军用机器人、特殊用途机 器人。
• 4、机器人的设计理念
本课程相关的知识
• • • • • • • • 机械设计 电子电路 控制理论 计算机（软件、硬件） 图像处理 传感器 其他技术：材料、精加工等等 机器人技术一个综合性技术。
推荐书籍
• • • • • • 《机器人创意设计与实践》 《机器人导论》 《单片机技术》 《传感器技术》 《数字电路基础》 《模拟电路基础》
机器人的分类
• • • • 工业机器人 民用机器人 军用机器人 Robot: 1、用人手创造的劳动者 2、代替人干活的机器。 • 机器人具有的几个特征：移动功能、执行 机构、感觉和智能。
制作简单机器人
• 制作简单机器人所需要技术
– 单片机技术 – 电子电路技术 – 简单传感器技术 – 其他能力和技术
本课程的主要内容
• 1、概述：主要介绍目前机器人的发展状况、分类、 相关知识。 • 2、机器人的创新设计：机器人的设计思路和方法。 • 3、与机器人相关的技术：机械设计、控制与驱动、 元件选型。 • 4、常用的机械设计软件：AutoCAD、Inventor、 Pro/E等。 • 5、介绍常用控制系统：硬件：单片机、嵌入式计 算机、普通PC机、工业PC。软件：部分操作系统、 和在该操作系统下的编程软件。 • 6、机器人制作过程中需要的环节。
– 仿真：计算机设计的软件模型。 – 模型：加工制作简单的模型进行原理测试。
• 通过验证，选择其中最好的设计方案，同 时保留一至两个备选方案。
设计方案的创意性
• • • • • 广阔的想象空间，丰富的想象力。 独具匠心的系统构思。 正确理解设计要求与目的。 独树一帜的布局与造型。 结构设计的奇思妙想。
机器人的创意设计
• 设计的源泉来自：设计者的灵感。 • 设计要求：灵感的塑造者。 灵感像水、要求如杯 • 技术实施：实现的手段与方法。
– 如何塑造灵感。
讨论
你心目中的机器人形象
KINDO-KINDO
QIDR与AIBO-SONY
NEC
ASIMO-HONDA
ZMP
竞赛型机器人-R1
“无忌”
课堂要求
• • • • 1、不迟到、不早退。 2、结课方式：论文。 3、结课成绩：平时成绩和考试成绩。 4、平时成绩以考勤为主，考试成绩就是最 终论文成绩。 • 5、论文提交方式：纸质文稿和电子文稿均 可。（如被发现文档抄袭<可参考，不可抄 袭>，以0分论处）
论文
• 题目自拟 • 内容要求：设计一个自己心目中的机 器人，要求对功能和结构进行较为详 细的描述。3000字以上。 • 论文提交最后期限：
设计步骤二
• 根据设计要求对设计方案进行可行性分析。 • 可行性分析需要考虑到的因素：
– 技术条件 – 性价比 – 时间周期 – 设计要求（比赛策略：竞赛型机器人） – 人员条件 – 环境因素
设计步骤三
• 仿真或者采用模型验证 • 在可行性分析的基础之上，对机器人的设 计方案进行验证，验证的主要。主要手段 有：
课堂总结
• 本堂课程主要内容：
– 机器人的创意设计 创意设计的源泉：灵感。 灵感需要解放思想、激发创造热情，充分发挥集 体的智慧。 兼顾设计要求，才能设计出满足需求、独一无二 的机器人。
机器人相关知识
• 机器人学是一个综合性学科。是人类科技 的不断发展和进步的产物。是人工智能。 • 机器人相关的学科：机械、电子、计算机、 控制、人工智能、材料等等学科。 • 机器人的发展水平是一个国家工业水平的 体现。 • 机器人王国：日本。
相关事宜 • 1、上课时间与地点变更
– 从3月11日起，上课时间不变，上课地点 改在：工程训练中心西区302室（多媒体 教室）。
上课地点
西区
西门 理化楼
逸夫楼
机器人的创意设 计与实践
主讲人：刘涛 机械工程学院 EMAIL：liutao1105@163.com
自我介绍
• • • • • 姓名 单位 专业 专业方向 联系方式 刘涛 机械学院 控制理论与控制工程 机器人技术 liutao1105@163.com
机器人创意设计与实践
• 本课程
–共27学时，3学分。 –2-10周。 –5月5日最后一堂课。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
“飓风”
设计思路与流程
灵感 要求或者目标
初步的创意与方案
可行性分析
仿真或模型验证
初步设计与备选方 案
设计步骤一
• 将灵感和设计要求结合，充分考虑设计要 求的细节。制定初步的创意与方案，该步 骤称为创意与提案环节。 • 该环节的关键：解放思想、激发创造热情， 充分发挥集体的智慧。 • 设计的灵感往往来自于一个念头的闪现， 在团队中，大家需要互相学习互相鼓励， 激发每个人的创造热情。
课程的主要内容
• 发挥自己的想象力，把理论知识与实践相结合。 • 1、机器人的定义
– 狭义、广义机器人定义。 – Robot： 1、人创造的劳动者。 2、代替人干活的机器。
• 2、机器人发展概况 我国目前机器人的发展状况：起步较晚。 机器人王国：日本 • 3、机器人的分类
– 用途分类：工业机器人、民用机器人、军用机器人、特殊用途机 器人。
• 4、机器人的设计理念
本课程相关的知识
• • • • • • • • 机械设计 电子电路 控制理论 计算机（软件、硬件） 图像处理 传感器 其他技术：材料、精加工等等 机器人技术一个综合性技术。
推荐书籍
• • • • • • 《机器人创意设计与实践》 《机器人导论》 《单片机技术》 《传感器技术》 《数字电路基础》 《模拟电路基础》
机器人的分类
• • • • 工业机器人 民用机器人 军用机器人 Robot: 1、用人手创造的劳动者 2、代替人干活的机器。 • 机器人具有的几个特征：移动功能、执行 机构、感觉和智能。
制作简单机器人
• 制作简单机器人所需要技术
– 单片机技术 – 电子电路技术 – 简单传感器技术 – 其他能力和技术
本课程的主要内容
• 1、概述：主要介绍目前机器人的发展状况、分类、 相关知识。 • 2、机器人的创新设计：机器人的设计思路和方法。 • 3、与机器人相关的技术：机械设计、控制与驱动、 元件选型。 • 4、常用的机械设计软件：AutoCAD、Inventor、 Pro/E等。 • 5、介绍常用控制系统：硬件：单片机、嵌入式计 算机、普通PC机、工业PC。软件：部分操作系统、 和在该操作系统下的编程软件。 • 6、机器人制作过程中需要的环节。
– 仿真：计算机设计的软件模型。 – 模型：加工制作简单的模型进行原理测试。
• 通过验证，选择其中最好的设计方案，同 时保留一至两个备选方案。
设计方案的创意性
• • • • • 广阔的想象空间，丰富的想象力。 独具匠心的系统构思。 正确理解设计要求与目的。 独树一帜的布局与造型。 结构设计的奇思妙想。
机器人的创意设计
• 设计的源泉来自：设计者的灵感。 • 设计要求：灵感的塑造者。 灵感像水、要求如杯 • 技术实施：实现的手段与方法。
– 如何塑造灵感。
讨论
你心目中的机器人形象
KINDO-KINDO
QIDR与AIBO-SONY
NEC
ASIMO-HONDA
ZMP
竞赛型机器人-R1
“无忌”
课堂要求
• • • • 1、不迟到、不早退。 2、结课方式：论文。 3、结课成绩：平时成绩和考试成绩。 4、平时成绩以考勤为主，考试成绩就是最 终论文成绩。 • 5、论文提交方式：纸质文稿和电子文稿均 可。（如被发现文档抄袭<可参考，不可抄 袭>，以0分论处）
论文
• 题目自拟 • 内容要求：设计一个自己心目中的机 器人，要求对功能和结构进行较为详 细的描述。3000字以上。 • 论文提交最后期限：
设计步骤二
• 根据设计要求对设计方案进行可行性分析。 • 可行性分析需要考虑到的因素：
– 技术条件 – 性价比 – 时间周期 – 设计要求（比赛策略：竞赛型机器人） – 人员条件 – 环境因素
设计步骤三
• 仿真或者采用模型验证 • 在可行性分析的基础之上，对机器人的设 计方案进行验证，验证的主要。主要手段 有：
课堂总结
• 本堂课程主要内容：
– 机器人的创意设计 创意设计的源泉：灵感。 灵感需要解放思想、激发创造热情，充分发挥集 体的智慧。 兼顾设计要求，才能设计出满足需求、独一无二 的机器人。
机器人相关知识
• 机器人学是一个综合性学科。是人类科技 的不断发展和进步的产物。是人工智能。 • 机器人相关的学科：机械、电子、计算机、 控制、人工智能、材料等等学科。 • 机器人的发展水平是一个国家工业水平的 体现。 • 机器人王国：日本。
相关事宜 • 1、上课时间与地点变更
– 从3月11日起，上课时间不变，上课地点 改在：工程训练中心西区302室（多媒体 教室）。
上课地点
西区
西门 理化楼
逸夫楼
机器人的创意设 计与实践
主讲人：刘涛 机械工程学院 EMAIL：liutao1105@163.com
自我介绍
• • • • • 姓名 单位 专业 专业方向 联系方式 刘涛 机械学院 控制理论与控制工程 机器人技术 liutao1105@163.com
机器人创意设计与实践
• 本课程
–共27学时，3学分。 –2-10周。 –5月5日最后一堂课。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
“飓风”
设计思路与流程
灵感 要求或者目标
初步的创意与方案
可行性分析
仿真或模型验证
初步设计与备选方 案
设计步骤一
• 将灵感和设计要求结合，充分考虑设计要 求的细节。制定初步的创意与方案，该步 骤称为创意与提案环节。 • 该环节的关键：解放思想、激发创造热情， 充分发挥集体的智慧。 • 设计的灵感往往来自于一个念头的闪现， 在团队中，大家需要互相学习互相鼓励， 激发每个人的创造热情。