机器人工学04 PPT
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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
工业机器人培训课件及PPT
如何实现可持续性发展。
工业机器人在汽车制造业中 的应用
2
动方式和应用环境的不同，工业机器 人可以被划分为哪几种？
工业机器人在汽车生产线上的表现非
常优异， 既保证了高质量和高效率，
又提高了工作环境的安全性。 让我们
3
工业机器人在电子制造业中
来看看工业机器人如何在汽车制造业
的应用
中大显身手！
工业机器人在电子制造业中起到了极
为重要的作用，令电子产品的生产和
工业机器人在医疗制造业中
4
组装变得更加准确、高效、安全和富
的应用
有成效。让我们来看看工业机器人在
电子制造业中的应用。
工业机器人还应用于医疗行业，如外
科手术中使用受控机械臂等。这些机
器人的高度精度和准确性意味着可以
降低医疗费用、提高标准医疗水平。
让我们一起了解工业机器人在医疗行
业中的应用吧！
工业机器人的系统结构和工作原理
工业机器人的出现在人类历史上仅是短短的几 十年，但其发展历程却令人叹为观止，让我们 一起了解机器人到工业机器人
很多人可能会把机器人和银河系漫游指南中的 机器人形象联想到一起，其实，真正的工业机
工业机器人的分类及应用领域
1
工业机器人的分类
哪些是工业机器人？根据其结构、驱
工业机器人的未来展望和市场前景分析
工业机器人的未来展望
随着科技的迅猛发展，工业机器人的应用越来 越广泛。机器人工程师的需求正在迅速增长， 而随着人工智能和物联网的快速发展，工业机 器人的未来充满了无限可能。
工业机器人市场前景分析
工业机器人市场具有非常良好的发展前景，在 汽车、电子、医疗、军事以及新兴领域，工业 机器人都将发挥越来越重要的作用。让我们一 起来了解工业机器人市场的前景分析。
《工业机器人教材》PPT课件
26
.
涂机器人已经成功地应用于中、小型电动 机、汽车后桥、照明灯、卫生陶瓷和电器 开关的喷涂作业。机器人自动喷涂的应用 不仅提高、稳定了喷涂质量，更重要的是 把涂装工人从恶劣的喷涂工作环境中解放 出来，具有重大的社会效益。
27
.
喷涂机器人应用在大连电动机厂的出口电动机自动喷涂生 产线上的应用情况。该自动喷涂生产线上应用了两台喷涂 机器人，一台机器人喷涂底漆，另外一台喷涂面漆。
14
二、分类
.
按用途焊接机器人可分为弧焊机器人和点焊机器人：
弧焊机器人在许多行业中得到广泛应用，是工业机器人最 大的应用领域。弧焊机器人不只是一台以规划的速度和姿 态携带焊枪移动的单机，还包括各种电弧焊附属装置在内 的柔性焊接系统。在弧焊作业中，焊枪应跟踪工件焊道运 动，并不断填充金属形成焊缝。因此运动过程中速度稳定 性和轨迹精度是两项重要指标。同时，由于焊枪姿态对焊 缝质量也有一定影响，因此希望焊枪姿态的可调范围尽量 大。
2
.
在制造工业部门较为广泛的典型应用： ➢焊接机器人 ➢搬运码垛机器人 ➢喷涂机器人 ➢装配机器人
3
.
一、工业机器人的概念
1．机械手 机械手是一种模仿人手和人臂的某些动作功能，
以固 定的动作顺序和行程来抓取和搬运物件或操持工 具的自动 操作装置。
机械手常用于自动生产线上装卸和传送工件， 加工中心上更换刀具等。 2．工业机器人
立体停车库的机械搬运系统一般由运输 平台、汽车搬运机器人、出、入口回转定 位平台和快速卷帘门等部分组成。
2、立体停车库的电气控制系统
一般由搬运控制系统、出、入口控制系 统和计算机信息管理系统等组成。
21
Hale Waihona Puke .3、汽车搬运机器人的结构
.
涂机器人已经成功地应用于中、小型电动 机、汽车后桥、照明灯、卫生陶瓷和电器 开关的喷涂作业。机器人自动喷涂的应用 不仅提高、稳定了喷涂质量，更重要的是 把涂装工人从恶劣的喷涂工作环境中解放 出来，具有重大的社会效益。
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喷涂机器人应用在大连电动机厂的出口电动机自动喷涂生 产线上的应用情况。该自动喷涂生产线上应用了两台喷涂 机器人，一台机器人喷涂底漆，另外一台喷涂面漆。
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二、分类
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按用途焊接机器人可分为弧焊机器人和点焊机器人：
弧焊机器人在许多行业中得到广泛应用，是工业机器人最 大的应用领域。弧焊机器人不只是一台以规划的速度和姿 态携带焊枪移动的单机，还包括各种电弧焊附属装置在内 的柔性焊接系统。在弧焊作业中，焊枪应跟踪工件焊道运 动，并不断填充金属形成焊缝。因此运动过程中速度稳定 性和轨迹精度是两项重要指标。同时，由于焊枪姿态对焊 缝质量也有一定影响，因此希望焊枪姿态的可调范围尽量 大。
2
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在制造工业部门较为广泛的典型应用： ➢焊接机器人 ➢搬运码垛机器人 ➢喷涂机器人 ➢装配机器人
3
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一、工业机器人的概念
1．机械手 机械手是一种模仿人手和人臂的某些动作功能，
以固 定的动作顺序和行程来抓取和搬运物件或操持工 具的自动 操作装置。
机械手常用于自动生产线上装卸和传送工件， 加工中心上更换刀具等。 2．工业机器人
立体停车库的机械搬运系统一般由运输 平台、汽车搬运机器人、出、入口回转定 位平台和快速卷帘门等部分组成。
2、立体停车库的电气控制系统
一般由搬运控制系统、出、入口控制系 统和计算机信息管理系统等组成。
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Hale Waihona Puke .3、汽车搬运机器人的结构
机器人基础知识的培训(PPT104页)
。 位于同一点的两步间插入联结点
移动方式 指令 MOVJ
P0 轴节或直线 MOVL
P1~P5
多义线 MOVS
P4 轴节或直线 MOVJ MOVL
3 移动指令附加项目
■ 输入移动指令 当完成一步示教时，系统将自动进行载入。
自动输入
手动插入
■ 选择工具号：
再次选择返回程序界面
设定位置精度等级
位置精度是指机器人接近示教位置的精确程度。
位置精度等级 精确度
0 示教位置
1
精
2
粗
■ 输入定时器指令 定时器指令将在一个指定的时间内停止机器人的动作。 输入定时器位置前一行
定时器指令输入
■起始点与结束点的重合方法
为什么要重合起始点与结束点? 假使执行下图所示的程序。机器人从最后一点（第6点）移动到第一点 （第1点）。如果第6点和第1点重合，机器人直接从第5点移动到第1点 ，因此提高了工作效率。
设定运行速度的显示（与圆弧及多义线的移动方式相同） 速度单位有以下两种，可根据需要选择切换。
■ 圆弧移动类型 机器人将经过三个点，以圆弧的方式移动。当机器人使用 圆弧移动，移动指令是MOVC。
单一圆弧 当需要一个单独的圆弧移动时，示教一个圆弧移动需要三个点，P1～P3， 如下图所示。如果，在开始圆弧移动前的点P0是轴移动或线性移动，则机 器人将以直线的形式从P0到P1点
TCP运动方式：
腕部轴 基本轴
实例：
3
4
5
1
2
子程序1 J_BODY
6
7
13
10
15
14
12
16
19
17
11 20 9
21
23
移动方式 指令 MOVJ
P0 轴节或直线 MOVL
P1~P5
多义线 MOVS
P4 轴节或直线 MOVJ MOVL
3 移动指令附加项目
■ 输入移动指令 当完成一步示教时，系统将自动进行载入。
自动输入
手动插入
■ 选择工具号：
再次选择返回程序界面
设定位置精度等级
位置精度是指机器人接近示教位置的精确程度。
位置精度等级 精确度
0 示教位置
1
精
2
粗
■ 输入定时器指令 定时器指令将在一个指定的时间内停止机器人的动作。 输入定时器位置前一行
定时器指令输入
■起始点与结束点的重合方法
为什么要重合起始点与结束点? 假使执行下图所示的程序。机器人从最后一点（第6点）移动到第一点 （第1点）。如果第6点和第1点重合，机器人直接从第5点移动到第1点 ，因此提高了工作效率。
设定运行速度的显示（与圆弧及多义线的移动方式相同） 速度单位有以下两种，可根据需要选择切换。
■ 圆弧移动类型 机器人将经过三个点，以圆弧的方式移动。当机器人使用 圆弧移动，移动指令是MOVC。
单一圆弧 当需要一个单独的圆弧移动时，示教一个圆弧移动需要三个点，P1～P3， 如下图所示。如果，在开始圆弧移动前的点P0是轴移动或线性移动，则机 器人将以直线的形式从P0到P1点
TCP运动方式：
腕部轴 基本轴
实例：
3
4
5
1
2
子程序1 J_BODY
6
7
13
10
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12
16
19
17
11 20 9
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机器人学PPT课件
机构自由度公式： F=6(L-n-1)+Σf i
L—连杆数，n——关节数，
f i—— 第I 个关节的自由度数
L=14，
n=18，其中：6个万向节（自由度为3）
6个球套节（自由度为2）
6个移动副（自由度为1）
则：F=6(14 –18-1)+36=6
四、手爪
手爪功能： 手爪亦称抓取机构，通常是由手指、传动机构和驱 动机构组成， 手爪用于抓取物体，并进行细微操作。
手爪设计要点：自身的大小、形状、结构和自由度。 手爪设计依据：作业对象的大小、形状和位姿等几何条件；
重量、硬度、表面质量等物理条件； 手爪与被抓物体的接触状态、物体表面状况； 足够的夹持力，适当的精度。 手爪类型： 吸盘式手爪（真空吸盘和电磁吸盘等）、承托型的 叉子和悬挂式手爪、吊钩等。 手爪结构形式：夹持式手爪、多关节手爪和顺应手爪。
θr=1/2(φA-φB),θp=1/2(φA+φB)
2．三轴垂直相与θ3的轴线垂直，三轴交于一点。 它是由安装在远距离的驱动装置带动几组伞齿轮旋转。
设输入的转角是φ1，φ2和φ3 ，相互啮合的齿轮齿数相等，则输 出的关节角为 θ1=φ1 θ2 =φ1-φ2 θ3 =2φ1+φ2-φ3
电机驱动 液压驱动和气动等。
二、控制插补方法 点位控制：点位控制仅要求工具通过一系列空间的点
，点与点之间的 路径并不严格要求。这类控制常用于点焊， 上、下料，抓、放等作业。
连续控制：连续路径（也称可控路径）控制是指末端
执行器可跟踪三维空间中规定的路径，这是个富于挑战性的控 制问题，他常应用于喷漆、弧焊和粘接等操作。
上面介绍的两种三自由度的手腕的共同点是三轴相交于一点，这个交 点通常取为腕坐标的原点，成为腕参考点。
L—连杆数，n——关节数，
f i—— 第I 个关节的自由度数
L=14，
n=18，其中：6个万向节（自由度为3）
6个球套节（自由度为2）
6个移动副（自由度为1）
则：F=6(14 –18-1)+36=6
四、手爪
手爪功能： 手爪亦称抓取机构，通常是由手指、传动机构和驱 动机构组成， 手爪用于抓取物体，并进行细微操作。
手爪设计要点：自身的大小、形状、结构和自由度。 手爪设计依据：作业对象的大小、形状和位姿等几何条件；
重量、硬度、表面质量等物理条件； 手爪与被抓物体的接触状态、物体表面状况； 足够的夹持力，适当的精度。 手爪类型： 吸盘式手爪（真空吸盘和电磁吸盘等）、承托型的 叉子和悬挂式手爪、吊钩等。 手爪结构形式：夹持式手爪、多关节手爪和顺应手爪。
θr=1/2(φA-φB),θp=1/2(φA+φB)
2．三轴垂直相与θ3的轴线垂直，三轴交于一点。 它是由安装在远距离的驱动装置带动几组伞齿轮旋转。
设输入的转角是φ1，φ2和φ3 ，相互啮合的齿轮齿数相等，则输 出的关节角为 θ1=φ1 θ2 =φ1-φ2 θ3 =2φ1+φ2-φ3
电机驱动 液压驱动和气动等。
二、控制插补方法 点位控制：点位控制仅要求工具通过一系列空间的点
，点与点之间的 路径并不严格要求。这类控制常用于点焊， 上、下料，抓、放等作业。
连续控制：连续路径（也称可控路径）控制是指末端
执行器可跟踪三维空间中规定的路径，这是个富于挑战性的控 制问题，他常应用于喷漆、弧焊和粘接等操作。
上面介绍的两种三自由度的手腕的共同点是三轴相交于一点，这个交 点通常取为腕坐标的原点，成为腕参考点。
(完整版)工业机器人技术基础课件(最全)
p
py
b
1pz
c w
2 机器人位姿 变换
坐标轴方向的描述：
i、j、k分别是直角坐标系中x、y、Z坐标轴的单位向量。若用齐次坐标 来描述x、y、z轴的方向，则
X 1 0 0 0T Y 0 1 0 0T Z 0 0 1 0T
1.已知机器人各关节的位置，求机器人 末端的位姿； 2.已知机器人末端的位姿，求机器人 各关节的位置.
3学机器人工运业动机器人基础知识
为什么要研究运动学：机器人的运动无非有两种：PTP(点到点) 及CP(连续运动)
3学机器人工运业动机器人基础知识
运动学的实用方式：
位置反 馈
3 机器人运动
学
D-H参数：
关节 坐标
系
两个关节轴线沿公垂线的距离an，称为连杆长度；另一个是 垂直于an的平面内两个轴线的夹角αn，称为连杆扭角，这两 个参数为连杆的尺寸参数；是沿关节n轴线两个公垂线的距离，
刚体的姿态可由动坐标系的坐标轴方向来表示。 令n、o、a分别为X′、y ′、z ′坐标轴的单位 方向矢量，每个单位方向矢量在固定坐标系上的 分量为动坐标系各坐标轴的方向余弦，用齐次坐 标形式的(4×1)列阵分别表示为：
2 机器人位姿 变换
刚体的位姿可用下面(4×4)矩
阵来描述：
nx ox ax xo
a）4、6轴共线附件，即5轴角度0附件。 b）2、3、5轴关节坐标系原点接近共线，即 已经到达工作范围边界。
c） 5轴关节坐标系原点在Z轴正上方附近。
右图就处于a）的奇异状态，直角下示 教会报警。
直角坐标系
1 系
机器人工坐业标机器人坐标系
工业机器人技术及应用第章幻灯片
中游机器人本体（机器人的“身体”）
和下游系统集成商（国内 95% 的企业都集中在这个环节上）三个层面。
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2.1 工业机器人的系统组成
所 处 位 置 ——— —
【 课 堂 认 知 】
第一代工业机器人主要由以下几部分组成： 操作机、控制器和示教器 。 对于第二代及第三代工业机器人还包括感知系统和分析决策系统，它们分别 由传感器及软件实现。
工业机器人技术及 应用第章幻灯片
课前回顾
所 处 位 置 ——— —
【 课 前 回 顾 】
ü 何为工业机器人？ ü工业机器人具有几个显著特点，分别是什么？ ü工业机器人的常见分类有哪些，简述其行业应用。
返回 目录
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学习目标
所 处 位 置 ——— —
【 学 习 目 标 】
Ø 熟悉工业机器人的常见技 术指标
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返回 目录
2.1 工业机器人的系统组成
2.1.1 操作机
所
处 位
(3) 传动单元
置 ———
1) 谐波减速器
—
通常由 3 个基本构件组成，包括一个有内齿的刚轮，一个工作时可产生径向弹性
】
2) 腰部 腰部是机器人手臂的支承部分 。
3) 手臂 手臂是连接机身和手腕的部分，是执行结构中的主要运动部件，亦 称主轴， 主要用于改变手腕和末端执行器的空间位置。
4) 手腕 手腕是连接末端执行器和手臂的部分，亦称次轴，主要用于改变末端 执行器的空间姿态。
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2.1 工业机器人的系统组成
示教器
是机器人的人机交互接口，操作者 可通过它对机器人进行编程或手动 操纵机器人移动。
操作机
机器人技术第4讲.ppt
2.11 微分变换
1 机器人的微运动
首先研究机器人杆件在作微小运动时位姿变化的表达。设机 器人运动链中某一杆件对固定系的位姿为T，经过微运动后， 对固定系的位姿变为T＋dT，若该运动相对于固定系进行的， 总可以用微小的平移和旋转来表示，
T dT Trans(d x , d y , d z )Rot(K , d)T
2020/10/5
13
2.11 微分变换
3 微分旋转的无序性
式（2－107）和式（2－112）等效，故有以下关系：
x K xd y K y d z K z d
于是式（2－108）又可写成：
0 z y
dx
z y
0 x
x 0
d
y
d
z
0
0
0
0
(2-113)
2020/10/5
2020/10/5
12
2.11 微分变换
3 微分旋转的无序性
两者结果相同。微分旋转其结果与转动次序无关，这是与有限 转动的一个重要区别。
对上式左乘或右乘一个绕Z轴的微分转动，得：
1 z y 0
Rot(
X
,
x
)Rot(Y ,
y
) Rot(Z ,
z
)
z
y
1
x
x
1
0
0 (2-112)
0 0 0 1
Rot(
X
,
x
)Rot(Y
,
y
)
x y y
1 x
x 1
0
0
0
y
1 x x 1
0 0
0 0 0 1 0 0 0 1
1 xy y 0 1 0 y 0
工业机器人课件详解共62页文档
40、学而不思则罔放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
工业机器人课件详解4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
机器人入门机器人基础PPT课件
那么设计一个机器人都需要什呢？
EV3大脑
中型电机
大型电机
陀螺仪传感器
光感传感器
触感传感器
ห้องสมุดไป่ตู้声波传感器
四驱车传动原理
冠状齿轮
接下来我们就来搭建一辆四驱 车吧
想一想只有这两种齿轮的搭配才可以实 现四驱传动么，试一试用其它齿轮可以 实现四驱传动么
利用身边的零件来让自己的四驱 车更加酷炫吧
1.小朋友们互相交流展示一下自己 的作品吧。 2.给爸爸妈妈们讲一讲我们今天学 到了什么
机器人入门
教学目标 1.熟悉乐高零件； 2.理解简单四驱传动原理，冠状齿轮的作用； 3.了解电机不仅能够输入动力同时也能够发电； 3.搭建一个四驱车。 难点 1.熟悉乐高零件 2.理解四驱传动 3.掌握四驱车搭建方法 时间安排 本次项目为两个课时，时长90分钟。
同学们已经期待已久了EV3 机器人，那么小朋友们你们知道 什么是机器人么