各种各样的机器人.ppt
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智能机器人机器关键技术PPT
第三代机器人(20世纪80年代中期以后)是智能机器人,这种机器人 带有多种传感器,能够将多种传感器得到的信息进行融合,能够有效 的适应变化的环境,具有很强的自适应能力、学习能力和自治功能。
发展现状
•
在各国智能机器人技术的发展中，美国在国际上一直处于领先地位。 其技术全面、先进，适应性也很强，性能可靠、功能全面、精确度 高，其视觉、触觉等人工智能技术已在航天、汽车工业中广泛应用。 日本由于一系列扶植政策，各类机器人发展迅速。政府巨大资助给 其带来了硬件优势，促进了智能机器人技术的发展。
智能机器人三要素
• • •
一是感觉要素，用来认识周 围环境状态； 二是运动要素，对外界做出 反应性动作； 三是思考要素，根据感觉要 素所得到的信息，思考出采 用什么样的动作。
智能机器人根据其智能程度分类
传感型机器人
智能机器人根据其智能程度分类
交互型机器人
智能机器人根据其智能程度分类
•
自主型机器人
模糊逻辑算法( Fuzzy Logic Algorithm)：类似人的避障，经验化的方法。 基于传感器的信息，采用模糊逻辑算法通过查表得到规划出的信息，完成
局部路径规划。
机器人视觉
机器人视觉【robot vision】 使机器人具有视觉感知功能的系
统，是机器人系统组成的重要部
分之一。
智能机器人应用
2010年2月3日，特拉维夫市一名以色列爆破专家引导一台爆破机器人成 功爆破炸弹
智能机器人应用
•
一名美军士兵走过一台扫雷机器人，这台机器人被写上动画片主角的 名字“WALL-E”，摄于赫尔曼德省，阿富汗南部，2010年3月10号。
智能机器人应用
德国汉诺威大展上展示的机器人踢足球比赛
小学生机器人知识问答ppt课件
A 索杰纳号 B 探路者号 C 火星漫游者
答案: A
.
2001年4月7日美国太空总署又将名为 “奥德赛”的火星探测器送入 太空。请问“奥德赛”火星探测器携带的机器人叫（ ）
A ROCKY8 B 火星漫游者 C 火星开拓号
答案: B
.
1999年，日本索尼公司推出犬型机器人名字叫（ ），它会像真 狗一样做出各种有趣的动作，如摆尾、打滚，它也能懂得分辨对 它的称呼和责备。
1 服务机器人 2 医用机器人 3 娱乐机器人 4 水下机器人 5 军用机器人 6 教育机器人
.
服务机器人的应用范围很广，主要从事维护保养、修
理、运输、清洗、保安、救援、监护等工作。
机器人导游
机器人保姆
机器人迎宾
.
机器人厨师
医用机器人
以前医生用双手进行手术，现在可以利用机器人 进行精确的外科手术或诊断，医生发号施令，机 器人惟命是从，双方优势互补。
答 案
2
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。
3
机器人必须保护自己，除非这种 保护与以上两条相矛盾。
.
科幻电影里的机器人
你能猜的出都是什么电影吗？
星球大战
我 机器人
机器人总动员
.
变形金刚
科幻电影里的机器人
你能猜的出都是什么电影吗？
超能战队
机器人9号
高达
.
环太平洋
最后出场的是无所不能的超级机器人，猜猜是谁？
机器人具有精确的重复定位精度。它工作 A 的特点是稳、准、快 B 有时人会有情绪、会疲劳 C 人在持续不断的更新零件
答案: A
.
现有的工业机器人主要用在（
）
A 汽车、机电、机械制造、金属加工等部门 B 文教、卫生和服务行业 C 救灾、侦察工作
答案: A
.
2001年4月7日美国太空总署又将名为 “奥德赛”的火星探测器送入 太空。请问“奥德赛”火星探测器携带的机器人叫（ ）
A ROCKY8 B 火星漫游者 C 火星开拓号
答案: B
.
1999年，日本索尼公司推出犬型机器人名字叫（ ），它会像真 狗一样做出各种有趣的动作，如摆尾、打滚，它也能懂得分辨对 它的称呼和责备。
1 服务机器人 2 医用机器人 3 娱乐机器人 4 水下机器人 5 军用机器人 6 教育机器人
.
服务机器人的应用范围很广，主要从事维护保养、修
理、运输、清洗、保安、救援、监护等工作。
机器人导游
机器人保姆
机器人迎宾
.
机器人厨师
医用机器人
以前医生用双手进行手术，现在可以利用机器人 进行精确的外科手术或诊断，医生发号施令，机 器人惟命是从，双方优势互补。
答 案
2
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。
3
机器人必须保护自己，除非这种 保护与以上两条相矛盾。
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科幻电影里的机器人
你能猜的出都是什么电影吗？
星球大战
我 机器人
机器人总动员
.
变形金刚
科幻电影里的机器人
你能猜的出都是什么电影吗？
超能战队
机器人9号
高达
.
环太平洋
最后出场的是无所不能的超级机器人，猜猜是谁？
机器人具有精确的重复定位精度。它工作 A 的特点是稳、准、快 B 有时人会有情绪、会疲劳 C 人在持续不断的更新零件
答案: A
.
现有的工业机器人主要用在（
）
A 汽车、机电、机械制造、金属加工等部门 B 文教、卫生和服务行业 C 救灾、侦察工作
第1章 机器人控制技术绪论 机器人原理及控制技术 教学课件
1949-1953 美国麻省理工学院开始研制数控铣床
随 着 先 进 飞 机 制 造 的 需 要 ， 美 国 麻 省 理 工 学 院 辐 射 实 验 室 （ MIT Radiation Laboratory）开始研制数控铣床。
1953年研制成功能按照模型轨迹做切削动作的多轴数控铣床。
1954年 “可编程”“示教再现”机器人
美国国家标准局（NBS）的定义：机器人是一种能够进行编程并在自动 控制下执行某些操作和移动作业任务的机械装置。
美国机器人协会（RIA）的定义：机器人是一种用于移动各种材料、零 件、工具或专用装置的，通过可编程序动作来执行种种任务的，并具有 编程能力的多功能机械手。
日本工业机器人协会（JIRA）的定义：工业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类劳动 的通用机器。
日本早稻田大学加藤一朗（日本机器人之父） 教授认为：机器人是由能 工作的手，能行动的脚和有意识的头脑组成的个体，同时具有非接触传 感器（相当于耳、目）、接触传感器（相当于皮肤）、固有感及平衡感 等感觉器官的能力。
2020/10/3
智能与控制工程研究所
12
也有一些组织和学者针对不同形式的机器人分别给出具体的解释 和定义，而机器人则只作为一种总称。例如，日本工业机器人协 会（JIRA）列举了6种型式的机器人：
2020/10/3
智能与控制工程研究所
8
80年代 开始进入智能机器人研究阶段
80年代，不同结构、不同控制方法和不同用途的工业机器人在工业发达国 家真正进入了实用化的普及阶段。
随着传感技术和智能技术的发展，开始进入智能机器人研究阶段。
机器人视觉、触觉、力觉、接近觉等项研究和应用，大大提高了机器人的 适应能力，扩大了机器人的应用范围，促进了机器人的智能化进程。
随 着 先 进 飞 机 制 造 的 需 要 ， 美 国 麻 省 理 工 学 院 辐 射 实 验 室 （ MIT Radiation Laboratory）开始研制数控铣床。
1953年研制成功能按照模型轨迹做切削动作的多轴数控铣床。
1954年 “可编程”“示教再现”机器人
美国国家标准局（NBS）的定义：机器人是一种能够进行编程并在自动 控制下执行某些操作和移动作业任务的机械装置。
美国机器人协会（RIA）的定义：机器人是一种用于移动各种材料、零 件、工具或专用装置的，通过可编程序动作来执行种种任务的，并具有 编程能力的多功能机械手。
日本工业机器人协会（JIRA）的定义：工业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类劳动 的通用机器。
日本早稻田大学加藤一朗（日本机器人之父） 教授认为：机器人是由能 工作的手，能行动的脚和有意识的头脑组成的个体，同时具有非接触传 感器（相当于耳、目）、接触传感器（相当于皮肤）、固有感及平衡感 等感觉器官的能力。
2020/10/3
智能与控制工程研究所
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也有一些组织和学者针对不同形式的机器人分别给出具体的解释 和定义，而机器人则只作为一种总称。例如，日本工业机器人协 会（JIRA）列举了6种型式的机器人：
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智能与控制工程研究所
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80年代 开始进入智能机器人研究阶段
80年代，不同结构、不同控制方法和不同用途的工业机器人在工业发达国 家真正进入了实用化的普及阶段。
随着传感技术和智能技术的发展，开始进入智能机器人研究阶段。
机器人视觉、触觉、力觉、接近觉等项研究和应用，大大提高了机器人的 适应能力，扩大了机器人的应用范围，促进了机器人的智能化进程。
(医学课件)达芬奇手术机器人
达芬奇机器人手术系统以麻省理工 学院研发的机器人外科手术技术为 基础。Intuitive Surgical公司随后 与IBM、麻省理工学院和Heartport 公司联手对该系统进行了进一步开 发。达芬奇外科手术系统是一种高 级机器人平台，其设计的理念是通 过使用微创的方法，实施复杂的外 科手术。
6
Da Vinci Xi系统机器人
7
达芬奇机器人的组成
达芬奇机器人由三部分组成：外科医生控制台、床旁机械臂系统、 成像系统。
8
外科医生控制台
外科医生控制台是达芬奇机器 人系统的控制中心，由计算机 系统、监视器、控制手柄、脚 踏控制板及输出设备组成。外 科医生控制台的操作者坐在消 毒区域以外，通过使用控制手 柄来控制手术器械和立体腔镜。 术者通过双手动作传动手术台 车上仿真机械臂完成各种操作， 从而达到术者的手在患者体内 做手术的效果。同时可通过声 控、手控或踏板控制腹腔镜。 术者双脚置于脚踏控制板上配 合完成电切、电凝等相关操作。 达芬奇机器人系统让术者在微 创的环境里可以达到开放手术 的灵活性
3
Da Vinci系统机器人
1996年 2006年 2009年 2014年
第一代Da Vinci系统机器人 第二代Da Vinci S系统机器人 第三代Da Vinci Si系统机器人 第四代Da Vinci Xi系统机器人
4
Da Vinci S系统机器人
5
Da Vinci Si系统机器人
9
成像系统
成像系统(Video Cart)内装有外 科手术机器人的核心处理器以及 图象处理设备，在手术过程中位 于无菌区外，可由巡回护士操作， 并可放置各类辅助手术设备。外 科手术机器人的内窥镜为高分辨 率三维(3D)镜头，对手术视野具 有10-15倍以上的放大倍数，能为 主刀医生带来患者体腔内三维立 体高清影像，使主刀医生较普通 腹腔镜手术更能把握操作距离， 更能辨认解剖结构，提升了手术 精确度。
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Da Vinci Xi系统机器人
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达芬奇机器人的组成
达芬奇机器人由三部分组成：外科医生控制台、床旁机械臂系统、 成像系统。
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外科医生控制台
外科医生控制台是达芬奇机器 人系统的控制中心，由计算机 系统、监视器、控制手柄、脚 踏控制板及输出设备组成。外 科医生控制台的操作者坐在消 毒区域以外，通过使用控制手 柄来控制手术器械和立体腔镜。 术者通过双手动作传动手术台 车上仿真机械臂完成各种操作， 从而达到术者的手在患者体内 做手术的效果。同时可通过声 控、手控或踏板控制腹腔镜。 术者双脚置于脚踏控制板上配 合完成电切、电凝等相关操作。 达芬奇机器人系统让术者在微 创的环境里可以达到开放手术 的灵活性
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Da Vinci系统机器人
1996年 2006年 2009年 2014年
第一代Da Vinci系统机器人 第二代Da Vinci S系统机器人 第三代Da Vinci Si系统机器人 第四代Da Vinci Xi系统机器人
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Da Vinci S系统机器人
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Da Vinci Si系统机器人
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成像系统
成像系统(Video Cart)内装有外 科手术机器人的核心处理器以及 图象处理设备，在手术过程中位 于无菌区外，可由巡回护士操作， 并可放置各类辅助手术设备。外 科手术机器人的内窥镜为高分辨 率三维(3D)镜头，对手术视野具 有10-15倍以上的放大倍数，能为 主刀医生带来患者体腔内三维立 体高清影像，使主刀医生较普通 腹腔镜手术更能把握操作距离， 更能辨认解剖结构，提升了手术 精确度。
13、神奇的机器人PPt
炸 窄 摄 宠 惟
随着高新科技的发展， 各种千奇百怪的机器人 纷纷闪亮登场，我们的 工作和生活也因此有了 日新月异的变化。
千奇百怪：形容事物奇异而多样
日新月异：每天每月都有新的变 化，形容进步、发展很快。
自由朗读课文的第二自然段， 说说机器人可以帮助我们做哪 些事情？
打扫卫生 搬运东西
深井采掘 排除炸弹
1、把生字新词读正确，语 句读通顺。 2、借助工具书，理解日新 月异、大显身手、得心应 手、千奇百怪的含义。
（手帕）（丝帕）（帕子） 帕 （竹笛）（笛声）（汽笛） 笛 （属于）（归属）（金属） 属 （竞赛）（竞争）（竞技） 竞 （屏风）（屏幕）（荧屏） 屏 （外貌）（风貌）（容貌） 貌
帕&怕 笛&苗 竞&竟 貌&藐
清洗摩天大厦的墙面和窗户 扑灭大火 控制毒气泄露
追捕亡命之徒
思考：本段是围绕哪 句话来写的？ 现在，越来越多的事情 都由机器人来做了。
摩天大厦墙面和窗户的清 洗、深井采掘、扑灭大火、控 制毒气泄漏、排除炸弹、追捕 亡命之徒，这些危险的事，机 器人都能大显身手。 大显身手：充分显露自己的本领。 这句话采用了什么说明方法？
（恶毒）（狠毒）（毒品） 毒 （灭亡）（死亡）（亡羊补牢） 亡 （徒劳）（徒手）（徒弟） 徒 （打捞）（捞取）（捞鱼） 捞 （寂寞）（寂静）（孤寂） 寂 （寂寞）（落寞） 寞
毒&莓 捞&涝 徒&陡 寞&漠
你能读出他们的正确读音吗？
shà
jué kòng xiè
厦 掘 控 泄
zhà zhǎi shè chǒng wéi
机器人是具有一定智能的机 器，它能模仿人的眼、耳、口、 鼻、手等感觉器官，按照人的指 令做出各种各样的动作，因而被 人们誉为“千里眼”、“顺风 耳”、“飞毛腿”、“铁胳膊”。
《水下机器人ROV》PPT课件
(6)吊放及绞车系统 吊放系统是将中继器与水下机器人本体安全、迅速地施放和
回收的必配设备，同时承受连接母船控制台与机器人本体之间的 电力控制和数据信息的传输。
吊放系统组成
由底架、U形门架 (悬臂吊架)、滑轮、 锁栓机构、皑缆绞车、导电滑环以及
液压动力系统组成
对吊放系统的要求是
具有良好的工作可靠性; 足够的结构强度; 收放时皑装主缆锁紧的可靠性; 施放过程中的制动能力和缓冲能 力。
剪切器主要由液压油缸、固定刀、切割刀、安装座等组成 (见 图3-5)。剪切器通过安装座安装在水下机械手上或潜水器底架上。 切割刀在油缸的活塞杆带动下做伸出运动时，必须保证切割刀与固 定刀平行，为此在剪切器上设有导轨结构。
（3）水下清洗刷 由于水下设施的表面很容易生长海生物或产生锈蚀，所以在进
行大部分水下施工作业之前，都需要对其表面预先进行清洁处理。 例如在进行水下喷漆、焊接等作业之前，需要将作业部分的表面清 洁干净;特别是在安装、更换牺牲阳极的作业前，要求水下设施的 金属结构与牺牲阳极间接触良好，这就需要将该处金属结构的表面 彻底清刷干净。
磁学定位系统等。
b·监控系统 主要指介人水下机器人 运动控制和保障系统正常运行所需 要的传感设备，一般包括有深度计、 高度计、方向罗盘、温度、压力、
电压电流等。
(4)动力及通讯 传输系统
a·动力系统 为水下机器人水 上设备 (水面控制单元、控制 间、维修间、水面设备)和水 下设备 (中继器、水下机器人 本体)提供动力分配及保护措
（2）剪切器
剪切器是直线运动型水下工具的代表，其工作原理是借助于动 力驱动系统产生足够大的推力，推动平行移动的剪切刀片来剪断各 种水下电缆和钢丝绳。剪切器一般应能剪断直径25·4mm以内的各 种电缆和钢缆。剪切器切断钢缆的能力除受液压油缸的缸径和液压 油源的压力限制外，还与切割刀的刃口尺寸、切割刀的材料及材料 的热处理状态有关。
一、认识机器人的组件课件
微电脑根据决策指令驱动 相关的机械部分进行运动。
语音播放 蜂鸣器
你能根据导盲机器人的原理设计一种生活中的 机器人吗？例如火灾报警器、预防近视小台灯……
机警的导盲犬
1、机器人的“大脑”——微电脑
机器人的大脑 （即微电脑）先对接 收到的外界信息进行 分析、判断，然后作 出决策，这就是机器 人的智能实现过程。
课前检查
什么是机器人？ 机器人是一种具有人工智能的 自动化装置。
机器人的组成？
机器人由感知部件、控制部件、机械部分组成。
传感器
微电脑
执行部件、支撑部件 输出设备
二、机器人的构成
下面我们以诺宝教育机器人为例，看看机器人是 怎样构成的。诺宝教育机器人包括感知部分、思维决 策部分和机械部分。
机器人的机械部分。例 如导盲机器人的行进装置。
2、机器人的“感觉器官”——感知部分
2.3触动传感器
主要作用是检测四周 的碰撞或触动。
2.4振动传感器
主要用于检测机器人 在运行过程中是否受 到振动。
机警的导盲犬
2、机器人的“感觉器官”——感知部分
2.5轨迹辨认传感器
它的主要作用是能根 据颜色的差别，判断地 面的轨迹。
2.6光敏传感器
它的主要作用是判断 环境光线的强弱，
2.19温度传感器
主要作用时测量环境、 液体及物体表面温度。 测量范围0到100℃。
2.20声强传感器
检测周围环境声音的强 弱。探测范围为40到 120db。（精度1db）
机警的导盲犬
2、机器人的“感觉器官”——感知部分
2.21亮度传感器
它的主要作用是检测环境光线的强度。探测范围0到 200LX。（精度1LX）
复位健：重新返回播放录音文件的初始值。 语音播放连接线：连接微电脑双向输入/输出接口1、2、3、4。 播放、录音开关：播放和录音方式的选择，播放时将开关调至播放，录音时
工业机器人-智能传感与感知ppt课件
SRI腕力传感器应变片连接方式
外部传感器
（3）距离传感器
距离传感器可用于机器人导航和回避障碍物，也可用于机器人空间内的物体进行定 位及确定其一般形状特征。
1) 超声波测距法
超声波是频间隔推算 出距离。缺点:波束较宽，其分辨力受到严重的限制，主要用于导航和回避障碍物。
定义
种类
• 移动机器（AGV） • 点焊机器人 • 弧焊机器人 • 激光加工机器人 • 真空机器人-真空中使用（半导体工业） • 洁净机器人-洁净环境使用
种类
• 移动机器（AGV）-自动移载
KUKA
种类
• 移动机器（AGV）-自动移载
平移、自转-子母轮
种类
解决方案
四大家族
ABB
KUKA
FANUC
工业机器人
人机协作
感知能力
工业机器人
人机协作
ABB-YuMi人机协作机器人
YuMi是全球首款名副其 实的人机协作机器人， 既能与人类并肩执行相 同的作业任务，又可确 保其周边区域安全无虞。 无论是手表、平板电脑 还是其他各类产品,YuMi 都能轻松处理，甚至连 穿针引线也不在话下， YuMi将彻底改变我们对 装配自动化的固有思维。
2) 滑觉传感器有滚动式和球式，还有一种通过振动检测滑觉的 传感器。物体在传感器表面上滑动时，和滚轮或环相接触， 把滑动变成转动。
外部传感器
例如振动式滑觉传感器，表面伸出的触针能和物体接触，物 体滚动时，触针与物体接触而产生振动，这个振动由压电传感器 或磁场线圈结构的微小位移计检测。
外部传感器
（2）力觉传感器
原理：三角测量法、立体视觉法等等。
多传感器数据融合
多传感器数据融合算法简介
达芬奇手术机器人ppt课件
机械手臂特点
由于达芬奇机器人的机械 手拥有7个自由度，具有 人手无法企及的精确性。 “达芬奇”还可以过滤人 手的抖动，使得手术可以 更精细。此外，机器人手 术还具有移动缩减功能的 特点，也就是说医生在操 纵这一装置的过程中，移 动操作杆5毫米，在患者 体内的机械末端仅移动1 毫米，这样就大大提高了 手术的精确性和安全性。
手术器械
仿真接携手配置了各种类型的手术器械，可满足 抓持，钳夹，缝合等各项操作要求。手术器械近百 种，8毫米左右大小
应用
目前达芬奇手术机器人的应用 范围为心外科、尿外科、普通 外科、肝胆外科、妇产科、胸 外科等。在诸多科室中他都表 现出优越的性能，未来达芬奇 手术机器人会更多地普及到各 个科室，完成各种手术。
重病人接受手术成为可能；
不足
自身仍存在着一定的缺陷 如：力反馈体系的缺失；手术机 器人的器械臂固定以后，其操作范围受限；整套设备的体积过于庞大，安 装、调试比较复杂；系统的技术复杂，在使用过程中可能发生各种机械故 障，如半路死机等；系统的学习曲线较长，医生与系统的配合需要长时间 的磨合；手术前的准备及手术中更换器械等操作耗时较长等。
Da Vinci系统机器人
1996年
2006年
2 第二代Da Vinci S系统机器人 第三代Da Vinci Si系统机器
第四代Da Vinci Xi系统机器
Da Vinci S系统机器人
Da Vinci Si系统机器人
全世界机器人系统现状
2013年12月31日前的数据
优势
1.在腔镜手术基础上更加发挥腔镜的优势，去除使用腔镜的劣势； 2.加入计算机的技术可提高手术的操控性、精确性和稳定性； 3.向术者提供了高清晰度三维图像并将手术野放大了10—15倍； 4.创新的腕部可自由活动的镜下手术器械可使镜下手术器械完全重
工业机器人简介ppt课件
● 自由度
一个简单的刚体一般有六 个自由度，沿着坐标轴的三 个平移运动；绕着坐标轴的 三个旋转运动。
当两物体间由于建立接关 系而不能进行的移动或转动 则一物体相对另外一个物体 就失去一个自由度。
刚体的六个自由度
02工业机器人的结构与特点
● 自由度
例如，要把一个球放到空 间某个给定位置，有三个自 由度就足够了(见图a)。又如， 要对某个旋转钻头进行定位 与定向，就需要五个自由度， 这个钻头可表示为某个绕着 它的主轴旋转的圆柱体(见 图b)。
scara机器人传动示意图
03搬运机器人-SCARA
● 基本结构
设计中大臂和小臂均采用谐波减速器和推力 向心交叉短圆柱滚子轴承结构,其刚度高,能承 受轴向压力与径向扭矩，缩短传动链,简化结 构设计。
末端的主轴相对线速度大，对质量与惯性敏 感，传动要求同时实现绕Z轴的直线运动和回 转运动。
采用步进电机3→同步齿形带→丝杠螺母→ 主轴,实现绕Z轴的直线运动;采用步进电机4→ 同步齿形带→花键→主轴,实现绕Z轴的回转运 动。
03搬运机器人-SCARA
● 轨迹规划
轨迹规划一般有2种常用的方法,既可在关节 空间中进行,也可在笛卡尔空间中进行。
03搬运机器人-SCARA
● 轨迹规划-关节空间的轨迹规划
机器人各关节在关节空间的路径用关节角的 时间函数描述。
SCARA机器人具有4个关节,因此需要分别 求出经过所有路径点的4个平滑函数。
01背景
机器人相关刊物：
《机器人》、《机器人技术》、《Robotics Rcsearch》 、《Robotica》和 《Robotics and Automation》
02
工业机器人的结构与特点