《工業(yè)機器人 第一章》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《工業(yè)機器人 第一章（56頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、課程簡介課程簡介 工業(yè)機器人工業(yè)機器人是一門高度交叉的前沿學科，機器人技術(shù)是集是一門高度交叉的前沿學科，機器人技術(shù)是集力學、機械學、生物學、人類學、計算機科學與工程、控制論力學、機械學、生物學、人類學、計算機科學與工程、控制論與控制工程學、電子工程學、人工智能、社會學等多學科知識與控制工程學、電子工程學、人工智能、社會學等多學科知識之大成，是一項綜合性很強的新技術(shù)。通過該課程的學習，使之大成，是一項綜合性很強的新技術(shù)。通過該課程的學習，使得學生基本熟悉這門技術(shù)以及其發(fā)展狀況，為今后從事光機電得學生基本熟悉這門技術(shù)以及其發(fā)展狀況，為今后從事光機電一體化與系統(tǒng)設(shè)計、制造的研究工作打下基礎(chǔ)一體化與系

2、統(tǒng)設(shè)計、制造的研究工作打下基礎(chǔ)。本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 l 機器人的概念機器人的概念l 機器人的發(fā)展歷史機器人的發(fā)展歷史l 機器人的分類機器人的分類l 工業(yè)機器人的組成與技術(shù)參數(shù)工業(yè)機器人的組成與技術(shù)參數(shù)l 機器人的應用及技術(shù)發(fā)展趨勢機器人的應用及技術(shù)發(fā)展趨勢本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 重重點掌握：點掌握：1、工業(yè)機器人的定義（國標）。、工業(yè)機器人的定義（國標）。2、工業(yè)機器人的分類、工業(yè)機器人的分類。3、工業(yè)機器人的坐標系、自由度和、工業(yè)機器人的坐標系、自由度和工作空間。工作空間。大家對機器人是怎么理解的？大家對機器人是怎么理解的？ 1.1 機器人的概述機器人的概述 “機器人機器人”是存在于

3、多種語言和文字的新造詞，它體現(xiàn)了人類是存在于多種語言和文字的新造詞，它體現(xiàn)了人類長期以來的一種愿望，即創(chuàng)造出一種像人一樣的機器或人造人，長期以來的一種愿望，即創(chuàng)造出一種像人一樣的機器或人造人，以便能夠以便能夠代替人去進行各種工作代替人去進行各種工作。 在科技界，科學家會給每一個科技術(shù)語一個明確的定義，但在科技界，科學家會給每一個科技術(shù)語一個明確的定義，但機器人問世已有幾十年，機器人的定義仍然仁者見仁，智者見智，機器人問世已有幾十年，機器人的定義仍然仁者見仁，智者見智，沒有一個統(tǒng)一的意見沒有一個統(tǒng)一的意見。原因之一是機器人還在發(fā)展，新的機型，。原因之一是機器人還在發(fā)展，新的機型，新的功能不斷涌現(xiàn)

4、。新的功能不斷涌現(xiàn)。 1.1 機器人的概述機器人的概述 “機器人機器人”一詞最早誕生于科幻小說。一詞最早誕生于科幻小說。1886年法國作家利爾亞年法國作家利爾亞當在他的小說當在他的小說未來夏娃未來夏娃中將中將外表像人的機器外表像人的機器起名為起名為“安德羅安德羅丁丁”(android)，它由，它由4部分組成：部分組成：l 生命系統(tǒng)生命系統(tǒng)(平衡、步行、發(fā)聲、擺動、感覺、表情、調(diào)節(jié)運動等平衡、步行、發(fā)聲、擺動、感覺、表情、調(diào)節(jié)運動等)l 造型介質(zhì)造型介質(zhì)(關(guān)節(jié)能自由運動的金屬覆蓋體關(guān)節(jié)能自由運動的金屬覆蓋體)l 人造肌肉人造肌肉(在上述盔甲上有肉體、靜脈、性別等身體的各種形態(tài)在上述盔甲上有肉體、

5、靜脈、性別等身體的各種形態(tài))l 人造皮膚人造皮膚(含有膚色、機理、輪廓、頭發(fā)、視覺、牙齒、手爪等含有膚色、機理、輪廓、頭發(fā)、視覺、牙齒、手爪等) 1.1 機器人的概述機器人的概述 1920年捷克作家卡雷爾年捷克作家卡雷爾卡佩克發(fā)卡佩克發(fā)表了科幻劇本表了科幻劇本羅薩姆的萬能機器羅薩姆的萬能機器人人。在劇本中，構(gòu)想了。在劇本中，構(gòu)想了RUR機器人機器人卡佩克把捷克語卡佩克把捷克語“Robota”寫成了寫成了“Robot”，“Robota”是是奴隸奴隸的意思。的意思。 1.1 機器人的概述機器人的概述 為了為了防止機器人傷害人類防止機器人傷害人類，科幻作家阿西莫夫于，科幻作家阿西莫夫于1940年提出

6、年提出了了“機器人三原則機器人三原則”： (1) 機器人不應傷害人類；機器人不應傷害人類； (2) 機器人應遵守人類的命令，與第一條違背的命令除外機器人應遵守人類的命令，與第一條違背的命令除外 ; (3) 機器人應能保護自己，與第一條相抵觸者除外。機器人應能保護自己，與第一條相抵觸者除外。 這在一些以機器人為題材的科幻影視作品中經(jīng)常會出現(xiàn)，如這在一些以機器人為題材的科幻影視作品中經(jīng)常會出現(xiàn)，如:I，Robot，變?nèi)俗內(nèi)说?。等?.1.1機器人的機器人的定義定義 目前，對機器人的定義主要有以下幾種：目前，對機器人的定義主要有以下幾種： 日本工業(yè)機器人協(xié)會日本工業(yè)機器人協(xié)會(JIRA)：一種帶有：

7、一種帶有存儲器件存儲器件和和末端操作器末端操作器的的通用機械通用機械，它能夠通過自動化的動作，它能夠通過自動化的動作代替人類勞動代替人類勞動。 日本著名學者加藤一郎：具有日本著名學者加藤一郎：具有腦、手、腳腦、手、腳等要素的個體；具有等要素的個體；具有非接觸傳感器非接觸傳感器和和接觸傳感器接觸傳感器；具有用于；具有用于平衡平衡和和定位定位的的傳感器傳感器。 美國機器人工業(yè)協(xié)會美國機器人工業(yè)協(xié)會(RIA)：一種用于：一種用于移動各種材料、零件、移動各種材料、零件、工具或?qū)Ｓ醚b置，通過可編程序動作來執(zhí)行各種任務并具有編程工具或?qū)Ｓ醚b置，通過可編程序動作來執(zhí)行各種任務并具有編程能力的多功能機械手能力

8、的多功能機械手主要指主要指工業(yè)機器人工業(yè)機器人。1.1.1機器人的定義機器人的定義 我國科學家對機器人的定義是：我國科學家對機器人的定義是： 一種一種自動化的機器自動化的機器，所不同的是這種機器人具備一些與，所不同的是這種機器人具備一些與人和生人和生物相似物相似的的智能能力智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動作能力和協(xié)同能，如感知能力、規(guī)劃能力、動作能力和協(xié)同能力，是一種具有力，是一種具有高度靈活性高度靈活性的自動化機器。的自動化機器。1.1.1機器人的定義機器人的定義 一般來說，機器人應該具有以下三大特征：一般來說，機器人應該具有以下三大特征：機器人機器人擬人功能擬人功能可編程可編程通用性通用

9、性模仿人或動物肢體動作模仿人或動物肢體動作可隨工作環(huán)境變化需要而再編程可隨工作環(huán)境變化需要而再編程可執(zhí)行不同作業(yè)任務可執(zhí)行不同作業(yè)任務1.1.2 機器人的發(fā)展歷史機器人的發(fā)展歷史l 西周時期，我國的能工巧匠偃師就研制出了西周時期，我國的能工巧匠偃師就研制出了能歌善舞的伶人能歌善舞的伶人，這是我國最早記載的機器人。這是我國最早記載的機器人。古代機器人古代機器人l 春秋后期，我國著名的木匠魯班，在機械方面也是一位發(fā)明家，春秋后期，我國著名的木匠魯班，在機械方面也是一位發(fā)明家，據(jù)據(jù)墨經(jīng)墨經(jīng)記載，他曾制造過一只記載，他曾制造過一只木鳥木鳥，能在空中飛行，能在空中飛行“三日三日不下不下”，體現(xiàn)了我國勞動

10、人民的聰明智慧。，體現(xiàn)了我國勞動人民的聰明智慧。 1.1.2 機器人的發(fā)展歷史機器人的發(fā)展歷史l 1800年前的漢代，大科學家張衡不僅發(fā)明了地動儀，而且發(fā)明年前的漢代，大科學家張衡不僅發(fā)明了地動儀，而且發(fā)明了了指南車指南車，計里鼓車計里鼓車。計里鼓車每行一里，車上木人擊鼓一下，。計里鼓車每行一里，車上木人擊鼓一下，每行十里擊鐘一下。每行十里擊鐘一下。古代機器人古代機器人l 后漢三國時期，蜀國丞相諸葛亮成功地創(chuàng)造出了后漢三國時期，蜀國丞相諸葛亮成功地創(chuàng)造出了“木牛流馬木牛流馬”。1.1.2 機器人的發(fā)展歷史機器人的發(fā)展歷史古代機器人古代機器人木牛流馬木牛流馬/ /指南車指南車計里鼓車計里鼓車1.

11、1.2 機器人的發(fā)展歷史機器人的發(fā)展歷史古代機器人古代機器人l 1 7 3 8 年 ， 法 國 天 才 技 師 杰年 ， 法 國 天 才 技 師 杰克克戴戴瓦克遜發(fā)明了一只瓦克遜發(fā)明了一只機器鴨機器鴨，它會嘎嘎叫，會游泳和喝水，還它會嘎嘎叫，會游泳和喝水，還會進食和排泄。會進食和排泄。l 1662年，日本的竹田近江利用鐘表技術(shù)發(fā)明了年，日本的竹田近江利用鐘表技術(shù)發(fā)明了自動機器玩偶自動機器玩偶。1.1.2 機器人的發(fā)展歷史機器人的發(fā)展歷史古代機器人古代機器人l 在當時的自動玩偶中，最杰出的要數(shù)在當時的自動玩偶中，最杰出的要數(shù)瑞士的鐘表匠杰克瑞士的鐘表匠杰克道羅斯和他的兒子道羅斯和他的兒子利利路易

12、路易道羅斯。道羅斯。1773年，他們連續(xù)推年，他們連續(xù)推出了出了自動書寫玩偶自動書寫玩偶、自動演奏玩偶自動演奏玩偶等。等。自動演奏玩偶自動演奏玩偶1968年年第一臺智能機器人第一臺智能機器人(帶有視覺傳感器帶有視覺傳感器)1959年年第一臺工業(yè)機器人，第一家機器人制造工廠第一臺工業(yè)機器人，第一家機器人制造工廠1954年年第一臺可編程機械手第一臺可編程機械手1.1.2 機器人的發(fā)展歷史機器人的發(fā)展歷史現(xiàn)代機器人現(xiàn)代機器人1979年年通用工業(yè)機器人通用工業(yè)機器人PUMA工業(yè)機器人技術(shù)完全成熟工業(yè)機器人技術(shù)完全成熟1973年年第一臺由小型計算機控制的工業(yè)機器人第一臺由小型計算機控制的工業(yè)機器人196

13、9年年第一臺雙腳行走仿生機器人第一臺雙腳行走仿生機器人1.1.2 機器人的發(fā)展歷史機器人的發(fā)展歷史現(xiàn)代機器人現(xiàn)代機器人1998年年機器人套件機器人套件Mind-stroms機器人模塊化機器人模塊化1984年年第一臺醫(yī)用第一臺醫(yī)用服務機器人服務機器人Helpmate1980年年日本日本“機器人元年機器人元年”，工業(yè)機器人在日本開始普及，工業(yè)機器人在日本開始普及1.1.2 機器人的發(fā)展歷史機器人的發(fā)展歷史現(xiàn)代機器人現(xiàn)代機器人2006年年Microsoft Robotics Studio機器人機器人模塊化、平臺化模塊化、平臺化2002年年目前最成功的目前最成功的家用機器人家用機器人Roomba199

14、9年年索尼公司推出索尼公司推出寵物機器人寵物機器人AIBO1.1.2 機器人的發(fā)展歷史機器人的發(fā)展歷史現(xiàn)代機器人現(xiàn)代機器人1.2.1 機器人的分類機器人的分類(1) 按機器人的按機器人的發(fā)展程度發(fā)展程度分類分類第一代第一代第二代第二代第三代第三代第四代第四代只能只能示教示教操作，操作，無感知能力無感知能力1.2.1 機器人的分類機器人的分類(1) 按機器人的按機器人的發(fā)展程度發(fā)展程度分類分類第一代第一代第二代第二代第三代第三代第四代第四代具有具有一定感知能力一定感知能力1.2.1 機器人的分類機器人的分類(1) 按機器人的按機器人的發(fā)展程度發(fā)展程度分類分類第一代第一代第二代第二代第三代第三代第

15、四代第四代具有具有多種感知功能多種感知功能，并，并能實現(xiàn)能實現(xiàn)邏輯推理邏輯推理、判斷判斷和和決策決策等智能操作等智能操作1.2.1 機器人的分類機器人的分類(1) 按機器人的按機器人的發(fā)展程度發(fā)展程度分類分類第一代第一代第二代第二代第三代第三代第四代第四代具有具有人類式的情人類式的情感感，是機器人發(fā)，是機器人發(fā)展的展的最高層次最高層次1.2.1 機器人的分類機器人的分類(2) 按機器人的按機器人的控制方式控制方式分類分類操作機器人：需要人在一定距離內(nèi)操作機器人：需要人在一定距離內(nèi)直接直接進行進行實時實時操作操作程序機器人：依據(jù)程序機器人：依據(jù)預先給定的程序預先給定的程序進行自動作業(yè)進行自動作業(yè)

16、示教示教- -再現(xiàn)機器人：記錄人工操作動作，并再現(xiàn)機器人：記錄人工操作動作，并重復重復執(zhí)行執(zhí)行主流方法主流方法數(shù)控機器人：根據(jù)數(shù)控機器人：根據(jù)計算機程序計算機程序進行作業(yè)進行作業(yè)智能機器人：能夠智能機器人：能夠感知外部環(huán)境變化感知外部環(huán)境變化，實時做出，實時做出判斷判斷、調(diào)整調(diào)整，完，完成作業(yè)成作業(yè)1.2.1 機器人的分類機器人的分類(3) 按機器人的按機器人的應用領(lǐng)域應用領(lǐng)域分類分類機器人機器人應用領(lǐng)應用領(lǐng)域域產(chǎn)業(yè)用產(chǎn)業(yè)用機器人機器人極限作極限作業(yè)機器業(yè)機器人人服務型服務型機器人機器人1. 2.1 機器人的分類機器人的分類(4) 按機器人的按機器人的關(guān)節(jié)連接布置形式關(guān)節(jié)連接布置形式分類分類串

17、聯(lián)機器人：桿件和關(guān)節(jié)是通過串聯(lián)機器人：桿件和關(guān)節(jié)是通過串聯(lián)串聯(lián)方式方式進行連接的，是一種進行連接的，是一種開鏈式開鏈式結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點在于：其優(yōu)點在于：工作空間較大、工作空工作空間較大、工作空間內(nèi)精度一致性較高、對裝配精度要間內(nèi)精度一致性較高、對裝配精度要求較低求較低。串聯(lián)機器人串聯(lián)機器人1. 2.1 機器人的分類機器人的分類(4) 按機器人的按機器人的關(guān)節(jié)連接布置形式關(guān)節(jié)連接布置形式分類分類并聯(lián)機器人：桿件和關(guān)節(jié)是通過并聯(lián)機器人：桿件和關(guān)節(jié)是通過并聯(lián)并聯(lián)方式方式進行連接的，是一種進行連接的，是一種閉鏈式閉鏈式結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點在于：其優(yōu)點在于：結(jié)構(gòu)剛度較高、運動精結(jié)構(gòu)剛度較高、運動精度較高

18、、響應速度快度較高、響應速度快。并聯(lián)機器人并聯(lián)機器人1.2.2 工業(yè)機器人工業(yè)機器人的分類的分類 本課程中涉及的工業(yè)機器人主要指本課程中涉及的工業(yè)機器人主要指串聯(lián)結(jié)構(gòu)串聯(lián)結(jié)構(gòu)的機器人，其機的機器人，其機身、臂部、手腕和末端操作器通常通過關(guān)節(jié)身、臂部、手腕和末端操作器通常通過關(guān)節(jié)順序串聯(lián)順序串聯(lián)而成。最常而成。最常用的兩種關(guān)節(jié)運動副為用的兩種關(guān)節(jié)運動副為移動關(guān)節(jié)移動關(guān)節(jié)(用用P表示表示)和和旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)(用用R表示表示)，每一個關(guān)節(jié)均為每一個關(guān)節(jié)均為單自由度單自由度主動運動副，由一個驅(qū)動器驅(qū)動。主動運動副，由一個驅(qū)動器驅(qū)動。 剛體在三維空間中存在剛體在三維空間中存在6個自由度，若機器人需要完

19、成個自由度，若機器人需要完成任一任一空間作業(yè)，就需要空間作業(yè)，就需要至少至少6個自由度個自由度。其中臂部。其中臂部3個關(guān)節(jié)用于改變手個關(guān)節(jié)用于改變手腕參考點腕參考點位置位置，稱為，稱為定位機構(gòu)定位機構(gòu)；手腕；手腕3個關(guān)節(jié)用于改變末端操作個關(guān)節(jié)用于改變末端操作器器姿態(tài)姿態(tài)，稱稱為為定向機構(gòu)定向機構(gòu)。1.2.2 機器人的分類機器人的分類 P副和副和R副的平面圖形符號可表征為：副的平面圖形符號可表征為：P副副R副副繞繞x軸軸繞繞y軸軸繞繞z軸軸1.2.2 機器人的分類機器人的分類 工業(yè)機器人臂部工業(yè)機器人臂部3個關(guān)節(jié)的類型決定了操作臂個關(guān)節(jié)的類型決定了操作臂工作空間的形工作空間的形式式，根據(jù)，根據(jù)P

20、副和副和R副的不同組合，可以將工業(yè)機器人按副的不同組合，可以將工業(yè)機器人按工作空間坐工作空間坐標形式標形式的不同分為以下五種情況：的不同分為以下五種情況： (1) 直角坐標型機器人直角坐標型機器人 (2) 圓柱坐標型機器人圓柱坐標型機器人 (3) 球坐標型機器人球坐標型機器人 (4) 關(guān)節(jié)坐標型機器人關(guān)節(jié)坐標型機器人 (5) SCARA型機器人型機器人1.2.2 機器人的分類機器人的分類(1) 直角坐標型機器人直角坐標型機器人l關(guān)節(jié)形式：關(guān)節(jié)形式：三個關(guān)節(jié)均為三個關(guān)節(jié)均為P副副。l結(jié)構(gòu)特點：剛度好、位置精度高、運動學求解簡單、結(jié)構(gòu)龐大等。結(jié)構(gòu)特點：剛度好、位置精度高、運動學求解簡單、結(jié)構(gòu)龐大等

21、。工作空間工作空間1.2.2 機器人的分類機器人的分類(2) 圓柱坐標型機器人圓柱坐標型機器人l關(guān)節(jié)形式：關(guān)節(jié)形式：兩個兩個P副和一個副和一個R副副。l結(jié)構(gòu)特點：位置精度高、結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小。結(jié)構(gòu)特點：位置精度高、結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小。工作空間工作空間1.2.2 機器人的分類機器人的分類(3) 球坐標型機器人球坐標型機器人l關(guān)節(jié)形式：關(guān)節(jié)形式：一個一個P副和兩個副和兩個R副副。l結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)緊湊、動作靈活、占地面積小；結(jié)構(gòu)復雜、精度低結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)緊湊、動作靈活、占地面積??；結(jié)構(gòu)復雜、精度低工作空間工作空間1.2.2 機器人的分類機器人的分類(4) 關(guān)節(jié)坐標型機器人關(guān)節(jié)坐標型機器人l關(guān)節(jié)

22、形式：關(guān)節(jié)形式：三個關(guān)節(jié)均為三個關(guān)節(jié)均為R副副。l結(jié)構(gòu)特點：工作范圍大、動作靈活；獲取高定位精度較難。結(jié)構(gòu)特點：工作范圍大、動作靈活；獲取高定位精度較難。工作空間工作空間1.2.2 機器人的分類機器人的分類(5) SCARA型機器人型機器人l關(guān)節(jié)形式：關(guān)節(jié)形式：三個軸線相互平行的三個軸線相互平行的R副和一個副和一個P副副l結(jié)構(gòu)特點：垂直平面內(nèi)剛度高、水平面內(nèi)動作靈活、速度和精度高結(jié)構(gòu)特點：垂直平面內(nèi)剛度高、水平面內(nèi)動作靈活、速度和精度高1.3 工業(yè)機器人的組成與技術(shù)參數(shù)工業(yè)機器人的組成與技術(shù)參數(shù) 工業(yè)機器人主要包括：機器人機械系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、工業(yè)機器人主要包括：機器人機械系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系

23、控制系統(tǒng)統(tǒng)和和感知系統(tǒng)感知系統(tǒng)。1.3 工業(yè)機器人的組成與技術(shù)參數(shù)工業(yè)機器人的組成與技術(shù)參數(shù)機械系統(tǒng)：包括機身、臂部、手腕、末端操作器、行走機構(gòu)機械系統(tǒng)：包括機身、臂部、手腕、末端操作器、行走機構(gòu)等等機器人的身體機器人的身體驅(qū)動系統(tǒng)：主要有電氣驅(qū)動、液壓驅(qū)動和氣壓驅(qū)動三種類驅(qū)動系統(tǒng)：主要有電氣驅(qū)動、液壓驅(qū)動和氣壓驅(qū)動三種類型型機器人的肌肉機器人的肌肉控制系統(tǒng)：計算機控制軟件和硬件組成控制系統(tǒng)：計算機控制軟件和硬件組成機器人的大腦機器人的大腦感知系統(tǒng)：內(nèi)部傳感器和外部傳感器感知系統(tǒng)：內(nèi)部傳感器和外部傳感器機器人的五官機器人的五官什么是自由度？平面運動和空間運動的自由構(gòu)件個具有幾個自什么是自由度？

24、平面運動和空間運動的自由構(gòu)件個具有幾個自由度？由度？ 我們把機構(gòu)中各構(gòu)件所具有的獨立運動的數(shù)目我們把機構(gòu)中各構(gòu)件所具有的獨立運動的數(shù)目( (或確定構(gòu)件位置的或確定構(gòu)件位置的獨立參變量的數(shù)目獨立參變量的數(shù)目) )稱為機構(gòu)的稱為機構(gòu)的自由度自由度。平面運動的自由構(gòu)件具有。平面運動的自由構(gòu)件具有3 3個個自由度自由度；空間運動；空間運動的自由構(gòu)件的自由構(gòu)件具有具有6 6個自由度。個自由度。1.3 工業(yè)機器人的組成與技術(shù)參數(shù)工業(yè)機器人的組成與技術(shù)參數(shù) 衡量工業(yè)機器人工作性能的技術(shù)參數(shù)主要包括：衡量工業(yè)機器人工作性能的技術(shù)參數(shù)主要包括：自由度、定自由度、定位精度及重復定位精度、工作空間、最大工作速度、承

25、載能力位精度及重復定位精度、工作空間、最大工作速度、承載能力等。等。自由度自由度 指機器人所具有的指機器人所具有的獨立坐標軸運動的數(shù)目獨立坐標軸運動的數(shù)目(不包括末端操作器不包括末端操作器的開合自由度的開合自由度)，是衡量機器人，是衡量機器人動作靈活程度動作靈活程度的參數(shù)，自由度越多的參數(shù)，自由度越多越靈活，但結(jié)構(gòu)和控制難度增大。越靈活，但結(jié)構(gòu)和控制難度增大。 大于大于6個自由度的成為個自由度的成為冗余自由度冗余自由度，可改善機器人避讓障礙，可改善機器人避讓障礙物的能力；少于物的能力；少于6個自由度的成為個自由度的成為欠自由度欠自由度。一般工業(yè)機器人的。一般工業(yè)機器人的自由度為自由度為36。1

26、.3 工業(yè)機器人的組成與技術(shù)參數(shù)工業(yè)機器人的組成與技術(shù)參數(shù) 衡量工業(yè)機器人工作性能的技術(shù)參數(shù)主要包括：衡量工業(yè)機器人工作性能的技術(shù)參數(shù)主要包括：自由度、定自由度、定位精度及重復定位精度、工作空間、最大工作速度、承載能力位精度及重復定位精度、工作空間、最大工作速度、承載能力等。等。 定位精度指定位精度指末端操作器末端操作器的的實際位置實際位置和和理想的目標位置理想的目標位置之間存之間存在的偏差。在的偏差。 重復定位精度指在重復定位精度指在同一環(huán)境、條件、目標動作和指令同一環(huán)境、條件、目標動作和指令下機器下機器人重復人重復若干次運動若干次運動，其位置的，其位置的分散情況分散情況。是衡量示教。是衡量

27、示教-再現(xiàn)工作方再現(xiàn)工作方式工業(yè)機器人水平的重要指標。式工業(yè)機器人水平的重要指標。定位精度及重復定位精度定位精度及重復定位精度1.3 工業(yè)機器人的組成與技術(shù)參數(shù)工業(yè)機器人的組成與技術(shù)參數(shù) 衡量工業(yè)機器人工作性能的技術(shù)參數(shù)主要包括：衡量工業(yè)機器人工作性能的技術(shù)參數(shù)主要包括：自由度、定自由度、定位精度及重復定位精度、工作空間、最大工作速度、承載能力位精度及重復定位精度、工作空間、最大工作速度、承載能力等。等。 即機器人的工作范圍，是機器人末端操作器或手腕中心所能即機器人的工作范圍，是機器人末端操作器或手腕中心所能達到的所有點的集合。與機器人的尺寸和總體結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。達到的所有點的集合。與機器人的尺

28、寸和總體結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。工作空間工作空間 指指主自由度主自由度上的上的最大穩(wěn)定速度最大穩(wěn)定速度或或末端操作器的最大合成速度末端操作器的最大合成速度。最大工作速度越高，工作效率越高。最大工作速度越高，工作效率越高。最大工作速度最大工作速度1.3 工業(yè)機器人的組成與技術(shù)參數(shù)工業(yè)機器人的組成與技術(shù)參數(shù) 衡量工業(yè)機器人工作性能的技術(shù)參數(shù)主要包括：衡量工業(yè)機器人工作性能的技術(shù)參數(shù)主要包括：自由度、定自由度、定位精度及重復定位精度、工作空間、最大工作速度、承載能力位精度及重復定位精度、工作空間、最大工作速度、承載能力等。等。 指機器人在工作范圍內(nèi)指機器人在工作范圍內(nèi)任何位姿任何位姿上所能承受的上所能承受的最

29、大質(zhì)量最大質(zhì)量，取，取決于決于負載的質(zhì)量負載的質(zhì)量、運行速度和加速度的大小和方向運行速度和加速度的大小和方向。承載能力承載能力1.4 機器人的應用及技術(shù)發(fā)展趨勢機器人的應用及技術(shù)發(fā)展趨勢 工業(yè)機器人已廣泛應用工業(yè)機器人已廣泛應用于汽車及汽車零部件制造業(yè)、于汽車及汽車零部件制造業(yè)、機械加工行業(yè)、電子電氣行機械加工行業(yè)、電子電氣行業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、食品業(yè)、橡膠及塑料工業(yè)、食品工業(yè)、木材與家具制造業(yè)等工業(yè)、木材與家具制造業(yè)等領(lǐng)域中。領(lǐng)域中。 工業(yè)領(lǐng)域的應用工業(yè)領(lǐng)域的應用1.4 機器人的應用及技術(shù)發(fā)展趨勢機器人的應用及技術(shù)發(fā)展趨勢工業(yè)領(lǐng)域的應用工業(yè)領(lǐng)域的應用搬運機器人搬運機器人裝配機器人裝配機器人1

30、.4 機器人的應用及技術(shù)發(fā)展趨勢機器人的應用及技術(shù)發(fā)展趨勢水下機器人水下機器人美國美國“阿爾文號阿爾文號”載人潛水載人潛水器器:最大潛水深度最大潛水深度4511米，下米，下潛速度潛速度1830米分米分中國研制的中國研制的7000米載人潛水米載人潛水器，將成為世界下潛最深的器，將成為世界下潛最深的載人潛水器，可到達世界載人潛水器，可到達世界99.8%的洋底的洋底1.4 機器人的應用及技術(shù)發(fā)展趨勢機器人的應用及技術(shù)發(fā)展趨勢空間機器人空間機器人日本火星探測機器人日本火星探測機器人 美國美國“索杰納索杰納”火星探測機器人火星探測機器人1.4 機器人的應用及技術(shù)發(fā)展趨勢機器人的應用及技術(shù)發(fā)展趨勢軍用機器

31、人軍用機器人美國特種武美國特種武器偵查系統(tǒng)器偵查系統(tǒng)中國反恐防爆機器人中國反恐防爆機器人1.4 機器人的應用及技術(shù)發(fā)展趨勢機器人的應用及技術(shù)發(fā)展趨勢運輸機器人運輸機器人美國美國“大狗大狗”運輸機器人運輸機器人1.4 機器人的應用及技術(shù)發(fā)展趨勢機器人的應用及技術(shù)發(fā)展趨勢行走機器人行走機器人會騎車的機器人會騎車的機器人(日本日本)雙雙足足行行走走機機器器人人1.4 機器人的應用及技術(shù)發(fā)展趨勢機器人的應用及技術(shù)發(fā)展趨勢 目前國際機器人界都在加大科研力度，進行機器人共性技術(shù)目前國際機器人界都在加大科研力度，進行機器人共性技術(shù)的研究，并朝著的研究，并朝著智能化智能化和和多樣化多樣化方向發(fā)展。主要研究內(nèi)容

32、集中在方向發(fā)展。主要研究內(nèi)容集中在以下以下10個方面：個方面： 1工業(yè)機器人操作機結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計技術(shù)工業(yè)機器人操作機結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計技術(shù) 2機器人控制技術(shù)機器人控制技術(shù) 3多傳感系統(tǒng)多傳感系統(tǒng) 4機器人的結(jié)構(gòu)靈巧，控制系統(tǒng)愈來愈小機器人的結(jié)構(gòu)靈巧，控制系統(tǒng)愈來愈小5機器人遙控及監(jiān)控技術(shù)機器人遙控及監(jiān)控技術(shù)1.4 機器人的應用及技術(shù)發(fā)展趨勢機器人的應用及技術(shù)發(fā)展趨勢 目前國際機器人界都在加大科研力度，進行機器人共性技術(shù)目前國際機器人界都在加大科研力度，進行機器人共性技術(shù)的研究，并朝著的研究，并朝著智能化智能化和和多樣化多樣化方向發(fā)展。主要研究內(nèi)容集中在方向發(fā)展。主要研究內(nèi)容集中在以下以下10個方面：個方面： 6虛擬機器人技術(shù)虛擬機器人技術(shù) 7多智能體多智能體(multi-agent)協(xié)調(diào)控制技術(shù)協(xié)調(diào)控制技術(shù) 8微型和微小機器人技術(shù)微型和微小機器人技術(shù)(micro/miniature robotics) 9軟機器人技術(shù)軟機器人技術(shù)(soft robotics) 10仿人和仿生技術(shù)仿人和仿生技術(shù) 日本科技日本科技 能能“捕捉捕捉”獵物的蜘蛛機器人獵物的蜘蛛機器人