机器人概论1
工业机器人技术基础第1章 工业机器人概论
法国
英国 意大利、瑞典等
注重机器人基础研究
二十世纪70年代末开始研究，但 中途限制发展 发展迅速
中国
70年代萌芽期，80年代的开发期 和90年代后的应用期。
靠后
沈阳新松、 清华、哈工 大
国际上的工业机器人公司主要分为日系和欧系。
日系有：安川、OTC、松下、 发那科 (FANUC)和安川电机 (Yaskawa)。 欧系有：德国的KUKA、CLOOS、瑞典的ABB、意大利的COMAU，英国的
第一，创新能力较弱，核心技术和核心关键部件受制于人，尤其是高精度的减速器长
期需要进口，缺乏自主研发产品，影响总体机器人产业发展。 第二，产业规模小，市场满足率低，相关基础设施服务体系建设明显滞后。中国工业
机器人企业虽然形成了自己的部分品牌，但不能与国际知名品牌形成有力竞争。
第三，行业归口，产业规划需要进一步明确。 随着工业机器人的应用越来越广泛，我国也在积极推动我国机器人产业的发展。 尤其是进入“十三.五”以来，国家出台的《机器人产业发展规划（2016-2020）》对机 器人产业进行了全面规划，要求行业、企业搞好系列化、通用化、模块化设计，积极 推进工业机器人产业化进程。
工业机器人技术基础
目 录
第一章 工业机器人概论
第二章 工业机器人的数学基础
第三章 工业机器人的机械系统 第四章 工业机器人的动力系统 第五章 工业机器人的感知系统 第六章 工业机器人的控制系统
第七章 工业机器人编程与调试
第1章 工业机器人概论
工业机器人技术基础
主要内容
1.1 工业机器人定义及其发展（了解） 1.2 工业机器人基本组成及技术参数（掌握）
第1章 工业机器人概论
工业机器人技术基础
机器人概论知到章节答案智慧树2023年山东交通学院
机器人概论知到章节测试答案智慧树2023年最新山东交通学院绪论单元测试1.机器人的动作机构具有类似于人或其他生物体某些器官(如肢体、感官等)的功能。
（）参考答案:对第一章测试1.科学家们预言：21世纪将是机器人与人和谐共处的时代，机器人产业将成为继汽车、计算机之后的第三个大产业，未来的战争将是一场机器人的战争。
（）参考答案:对2.美国原子能委员会的阿尔贡研究所于1947年开发了遥控机械手，1948年又开发了机械式的主从机械手，这就是第一代遥控操作的机器人。
（）参考答案:对3.1958年，被誉为“机器人之父”的美国人约瑟夫·恩格尔伯格创建了世界上第一家机器人公司——Unimation，正式把机器人向产业化方向推进。
（）参考答案:对4.1920年，捷克斯洛伐克剧作家卡雷尔·凯培克在他的科幻情节剧《罗萨姆的万能机器人》中，第一次提出了（）这个名词，被当作机器人的起源。
（）。
参考答案:机器人5.人工智能已在机器人学方面进行的一些研究课题可以看出两者的密切关系，例如（）。
参考答案:传感器信息处理;自然语言理解;专家系统;机器人规划第二章测试1.超大型机器人指的是负载能力1000 kg以上。
（）参考答案:对2.工业机器人可以划分为：加工类、装配搬运类和包装类。
（）参考答案:对3.我国沈阳新松机器人自动化股份有限公司于 2015年11月推出了一款包括生理信号检测、语音交互、远程医疗等功能的陪护机器人，它可服务于各类养老院和社区服务站。
（）参考答案:对4.我国的（）将工业机器人列为产业转型升级和智能制造的重点方向。
（）。
参考答案:《中国制造2025》5.按照结构形态，负载能力和动作空间划分可分为：（）。
参考答案:中型机器人;大型机器人;小型机器人和超小型机器人;超大型机器人第三章测试1.从20世纪80年代开始，美国国防高级研究计划局（DARPA）专门立项，制定了地面无人作战平台的战略计划，从此，在全世界掀开了全面研究移动机器人的序幕。
第1章机器人概论
第1章机器人概论
机器人是一种特殊的机械系统，在他们的内部，通过软件、硬件的结合，来实现任务的自动化完成。
机器人的特点是在输入指令的情况下，可以根据程序自动执行任务，并能够利用相关信息自主地作出反应。
自动化工厂中机器人占据重要的地位，从自动焊接机器人到大型仓储机器人，近年来，机器人的应用得到了迅速的发展，可以实现各种任务的自动化，并有望实现更高效、更精准的完成。
二、机器人的分类
机器人可以按照运动形态分为机械机器人和柔性机器人，也可以根据功能来划分为抓取机器人、装配机器人、搬运机器人、喷涂机器人、焊接机器人、管理机器人等；另外，机器人还可以根据应用行业种类来分类，包括电子机器人、食品行业机器人、工业机器人等。
三、机器人的发展现状
目前，机器人已经在许多领域实现了应用，如电子行业的自动焊接机器人已经取得较大的成功；在汽车生产领域，已经大量应用了机器人，来实现搬运、装配、焊接等任务；在家庭的清洁和安全管理领域，家用清洁机器人和安防机器人都已经投入使用。
随着机器人技术的不断提高，未来应用范围也将进一步扩展，使机器人在社会各个领域得到广泛应用。
第一章 概论
1.3.4 混合式架构
Gat提出的混合式三层体系结构，分别是：反应式的反馈 控制层，反应式的规划―执行层和规划层。混合式架构在较 高级的决策层面采用程控架构，以获得较好的目的性和效率； 在较低级的反应层面采用包容式架构，以获得较好的环境适 应能力、鲁棒性98年，Piaggio提出一种称为混合智能机器人专家（HEIR） 的非层次的分布式结构。分布式结构由符号组件(S)、图解组 件(D)和反应组件(R) 三部分组成，如图所示。
1.3.1 程控架构
程控架构，又称规划式架构。它根据给定初始状态和目标 状态给出一个行为动作的序列，按部就班地执行。程序序列 中可采用“条件判断 + 跳转”的方法，根据传感器的反馈情 况对控制策略进行调整。
集中式程控架构的优点：系统结构简单明了，所有逻辑决 策和计算均在集中式的控制器中完成。这种架构清晰，显然 控制器是大脑，其他的部分不需要有处理能力。设计者在机 器人工作前预先设计好最优策略让机器人开始工作，工作过 程中只需要处理一些可以预料到的异常事件。 缺点：对于设计一个在房间里漫游的移动机器人时，若其 房间的大小未知，无法准确地得到机器人在房间中的相对位 置的情况下，程控式控制架构就很难适应了。
1.3.3 包容式架构
包容式架构，又称为基于行为、基于情境的结构，是一种 典型的反应式结构。 1986年，美国麻省理工学院的 R.Brooks 以移动机器人为背景提出了这种依据行为来划分层次和构造 模块的反应式结构。Brooks认为机器人行为的复杂性反映了 其所处环境的复杂性，而非机器人内部结构的复杂性。
1. 分层递阶结构的信息流程 信息流程是从低层传感器开始，经过内外状态的形势评估、 归纳，逐层向上，且在高层进行总体决策；高层接受总体任 务，根据信息系统提供的信息进行规划，确定总体策略，形 成宏观命令，再经协调级的规划设计，形成若干子命令和工 作序列，分配给各个执行器加以执行，如图所示。
机器人概论-简版
战 强
北京航空航天大学机器人研究所源自 程 简 介课程的目 的与地位
本课程为机械电子工程专业、机械设计及理论专业硕士研究 生的专业必修课。通过本课程的学习，学生可以了解机器人 的发展状况和基本概念，掌握机器人位姿的数学描述、坐标 变换、运动学建模、正运动学方程、逆运动学求解、静力学 分析、动力学建模与分析、机器人运动控制的基本原理，为 深入研究机器人的运动学和动力学控制打下基础。 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 考试 １、 吴瑞祥，机器人技术与应用， 北京航空航天大学出版社 ２、 吴广玉等，机器人工程导论，哈尔滨工大出版社 ３、 熊有伦，机器人学， 机械工业出版社 机器人概论 机器人的位姿描述与坐标变换 机器人运动学 机器人静力学 机器人动力学 机器人运动控制 3 学时 5 学时 12 学时 4 学时 4 学时 4 学时
Karel Capek (1890—1938)
★为了防止机器人伤害人类，科幻作 家阿西莫夫 (Asimov)于1940年发表的 作品《Runaround》提出了机器人的伦 理性纲领— “机器人三原则”：
1)、机器人不应伤害人类； 2)、机器人应遵守人类的命令，与1)违背的命令除外； 3)、机器人应能保护自己，与1)、2)相抵触者除外。 Isaac Asimov (1920-1992)
焊接、装配
3-2-2 移动机器人
蛇型机器人
3-3 水下机器人简介：主要用于水下观测和探测等
沈阳自动化所的6000米水下机器人
北航机器鱼
3-4 医疗康复机器人简介
“Da Vinci S” 机器人手术系统组成
成像系统
床旁器械臂系统
机器人概论1
1.下列哪个机器人不是工业机器人（分）A.焊接机器人B.娱乐机器人C.码垛机器人D.真空机器人我的答案：B √答对2.下列哪个机器人是服务机器人（分）A.激光加工机器人B.喷涂机器人装配机器人D.厨师机器人我的答案：D √答对3.机器人技术是什么年代问世的（分）世纪40年代世纪50年代世纪60年代世纪70年代我的答案：B ×答错4.圆柱坐标型机器人的臀部不可以作哪些动作（分）A.升降B.回转C.伸缩D.俯仰我的答案：D √答对5.以下哪个不是卡佩克提出的机器人的问题（分）A.破坏B.安全C.感知D.自我繁殖我的答案：D ×答错1.科幻作家阿西莫夫于1940年提出了“机器人三原则”，分别是（分））A.机器人不应伤害人类B.机器人要保护同类C.机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外D.机器人应能保护己，与第一条相抵触者除外我的答案：ACD √答对2.按程序输入方式分类，机器人可以分类为两类，分别为（分））A.工业机器人B.编程输入型机器人C.示教输入型机器人D.特种机器人我的答案：BC √答对3.加藤一郎提出的机器人应具有的三个条件为（分））有脑、手、脚B.具有非接触传感器和接触传感器C.具有平衡觉和固有觉的传感器D.具有底座我的答案：ABC √答对4.我国机器人专家将机器人分为哪两大类（分））A.串联机器人B.并联机器人C.工业机人D.特种机器人我的答案：CD √答对5.法国作家利尔亚当在他的小说《未来夏娃》中将外表像人的机器起名为“安德罗丁”，它由哪四部分组成（分））A.生命系统B.人造肌肉C.生殖系统D.人造皮肤E.造型材料我的答案：ABDE √答对1.机器人技术不是20世纪人类最伟大的发明之一。
（分）我的答案：错误√答对2.串联机器人的一个轴运动不影响另一个轴的坐标原点。
（分）我的答案：错误√答对3.国际上通常将机器人分为工业机器人和服务机器人两大类（分）我的答案：正确√答对4.机器人学术界一直将机器人三原则作为机器人开发的准则（分）我的答案：正确√答对5.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。
机器人概论1
1.下列哪个机器人是服务机器人？（6.0分）A.激光加工机器人B.喷涂机器人C.装配机器人D.厨师机器人我的答案：D√答对2.下列哪个机器人不是工业机器人？（6.0分）A.焊接机器人B.娱乐机器人C.码垛机器人D.真空机器人我的答案：B√答对3.机器人技术是什么年代问世的？（6.0分）A.20世纪40年代B.20世纪50年代C.20世纪60年代D.20世纪70年代我的答案：C√答对4.圆柱坐标型机器人的臀部不可以作哪些动作？（6.0分）A.升降B.回转C.伸缩D.俯仰我的答案：D√答对5.以下哪个不是卡佩克提出的机器人的问题？（6.0分）A.破坏力B.安全C.感知D.自我繁殖我的答案：A√答对1.科幻作家阿西莫夫于1940年提出了“机器人三原则”，分别是（8.0分））A.机器人不应伤害人类B.机器人要保护同类C.机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外D.机器人应能保护自己，与第一条相抵触者除外我的答案：ACD√答对2.按程序输入方式分类，机器人可以分类为两类，分别为（8.0分））A.工业机器人B.编程输入型机器人C.示教输入型机器人D.特种机器人我的答案：BC√答对3.加藤一郎提出的机器人应具有的三个条件为（8.0分））A.具有脑、手、脚B.具有非接触传感器和接触传感器C.具有平衡觉和固有觉的传感器D.具有底座我的答案：ABC√答对4.法国作家利尔亚当在他的小说《未来夏娃》中将外表像人的机器起名为“安德罗丁”，它由哪四部分组成？（8.0分））A.生命系统B.人造肌肉C.生殖系统D.人造皮肤E.造型材料我的答案：ABDE√答对5.我国机器人专家将机器人分为哪两大类？（8.0分））A.串联机器人B.并联机器人C.工业机器人D.特种机器人我的答案：CD√答对1.机器人技术不是20世纪人类最伟大的发明之一。
（6.0分）我的答案：错误√答对2.机器人学术界一直将机器人三原则作为机器人开发的准则（6.0分）我的答案：正确√答对3.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。
第一章工业机器人概论
第一章概论提起机器人，我们都不陌生，脱口就能说出一大串机器人的名字：铁臂阿童木、霹雳五号、奥特曼、终结者等，这些都是小说或影视作品中的主人翁。
可以说大多数人都是从影视作品中了解机器人的，影视作品中的机器人，功能都很强大，看起来很神奇，正是由于这些影视作品的影响，人们对机器人给予了非常高的希望，但现实中的机器人并不像人，与其说是机器人，还不如说是一台机器。
但是只有想到了，才能做到，那些神奇的机器人正是我们共同奋斗的目标。
我们只有了解了现实的机器人，才能创造出未来更好的机器人。
机器人技术是一门高新技术，作为21世纪的人才，面临高新技术和自动化技术的冲击，面临国际市场经济和技术迅猛开展的剧烈竞争，机器人技术是迎接未来挑战的有力武器和理想助手，机器人使人类从繁琐、恶劣的作业环境中解脱出来，而从事更加雄伟的事业，开创未来世界。
对年青朋友来说，不管你以后搞不搞机器人技术，也不管你涉不涉足机器人产业，都有必要了解一些机器人知识，因为未来的机器人将对你的生活和工作产生巨大的影响。
[作业1] 机器人开展概况综述。
第一节工业机器人的概念关于工业机器人，目前世界各国尚无统一定义，分类方法也不尽相同。
①美国：工业机器人是一种可重复编辑的多功能操作装置，它可以通过改变动作程序来完成各种工作，主要用于搬运材料，传递工件和工具。
②日本：1〕工业机器人是整机能够回转，有抓取〔或吸住〕物体的手抓和能够进行伸缩、弯曲、升降〔仰俯〕，回转及其复合动作的臂部，带有记忆部件，可局部地代替人进行自动操作的具有通用性的机械。
2〕具有人体上肢〔臂、手〕动作功能，可进行多种动作的装置，或者具有感觉功能，可自主进行多种动作的装置。
日本定义的工业机器人的范围是较广的，他们将工业机器人分为六类：人控机械手固定程序控制机器人可变程序控制机器人示教再现机器人数值控制机器人③我国对“机械手〞和“工业机器人〞的定义：机械手：就是附属于主机，动作简单，工作程序固定，定位点不能灵活改变；用来重复抓放物料的操作手。
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1.下列哪个机器人不是工业机器人？（6.0分）A.
焊
接
机
器
人
B.
娱
乐
机
器
人
C.
码
垛
机
器
人
D.
真
空
机
器
人
我的答案：B √答对
2.下列哪个机器人是服务机器人？（6.0分）A.
激
光
加
工
机
器
人
B.
喷
涂
机
器
人
C.
配
机
器
人
D.
厨
师
机
器
人
我的答案：D √答对
3.机器人技术是什么年代问世的？（6.0分）
A.20世纪
40年代
B.20世纪
50年代
C.20世纪
60年代
D.20世纪
70年代
我的答案：B ×答错
4.圆柱坐标型机器人的臀部不可以作哪些动作？（6.0分）A.
升
降
B.
回
转
C.
伸
缩
D.
俯
仰
我的答案：D √答对
5.以下哪个不是卡佩克提出的机器人的问题？（
6.0分）A.
破
坏
力
B.
全
C.
感
知
D.
自
我
繁
殖
我的答案：D ×答错
1.科幻作家阿西莫夫于1940年提出了“机器人三原则”，分别是（8.0分））
A.机
器人
不应
伤害
人类
B.机
器人
要保
护同
类
C.机
器人
应遵
守人
类的
命
令，
与第
一条
违背
的命
令除
外
D.机
器人
应能
保护
自
己，
与第
相抵
触者
除外
我的答案：ACD √答对
2.按程序输入方式分类，机器人可以分类为两类，分别为（8.0分））A.
工
业
机
器
人
B.
编
程
输
入
型
机
器
人
C.
示
教
输
入
型
机
器
人
D.
特
种
机
器
人
我的答案：BC √答对
3.加藤一郎提出的机器人应具有的三个条件为（8.0分））
A.具
有
脑、
手、
B.具
有非
接触
传感
器和
接触
传感
器
C.具
有平
衡觉
和固
有觉
的传
感器
D.具
有底
座
我的答案：ABC √答对
4.我国机器人专家将机器人分为哪两大类？（8.0分））A.
串
联
机
器
人
B.
并
联
机
器
人
C.
工
业
机
器
人
D.
特
种
器
人
我的答案：CD √答对
5.法国作家利尔亚当在他的小说《未来夏娃》中将外表像人的机器起名为“安德罗丁”，它由哪四部分组成？（8.0分））
A.
生
命
系
统
B.
人
造
肌
肉
C.
生
殖
系
统
D.
人
造
皮
肤
E.
造
型
材
料
我的答案：ABDE √答对
1.机器人技术不是20世纪人类最伟大的发明之一。
（6.0分）
我的答案：错误√答对
2.串联机器人的一个轴运动不影响另一个轴的坐标原点。
（6.0分）
我的答案：错误√答对
3.国际上通常将机器人分为工业机器人和服务机器人两大类（6.0分）
我的答案：正确√答对
4.机器人学术界一直将机器人三原则作为机器人开发的准则（6.0分）
我的答案：正确√答对
5.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。
（
6.0分）
我的答案：正确√答对。