机器人学习教材PPT课件
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机器人课件ppt
机器人课件
汇报人： 202X-12-31
目 录
• 机器人基础知识 • 机器人技术介绍 • 机器人编程实践 • 机器人应用案例分析 • 未来机器人展望
01
机器人基础知识
机器人的定义与分类
定义
机器人是一种能够通过预设程序 或人工智能技术自主完成一系列 复杂动作的自动化机器。
分类
根据应用领域和功能，机器人可 以分为工业机器人、服务机器人 、医疗机器人、军事机器人等。
Java
Java是一种面向对象的编程语言，具有跨平台的特性。它提 供了大量的机器人开发框架和库，如ROS（Robot Operating System），可用于构建复杂的机器人应用程序。
机器人编程环境搭建
ROS
ROS（Robot Operating System）是一个用于机器人开发的框架，提供了丰富的库和工 具，方便开发者进行机器人软件开发。ROS支持多种编程语言，包括Python、C和Java。
机器人控制技术
运动控制技术
通过对机器人的运动学和动力学 进行分析，实现对机器人的精确 控制，使其能够依照预定的轨迹
和姿态进行运动。
路径计划技术
根据机器人的任务需求，计划出 最优或次优的路径，使机器人能
够高效地完成任务。
导航控制技术
通过传感器和算法实现机器人在 复杂环境中的自主导航，使其能 够躲开障碍物并找到目标位置。
产品质量。
服务行业
服务机器人主要用于餐饮、酒 店、医疗、物流等领域，提供 便利、高效的服务体验。
农业领域
农业机器人可以实现自动化种 植、施肥、采摘等作业，提高 农业生产效率和下落劳动强度 。
航空航天
航空航天领域的机器人能够完 成高精度、高风险的装配和维 修工作，提高工作效率和安全
汇报人： 202X-12-31
目 录
• 机器人基础知识 • 机器人技术介绍 • 机器人编程实践 • 机器人应用案例分析 • 未来机器人展望
01
机器人基础知识
机器人的定义与分类
定义
机器人是一种能够通过预设程序 或人工智能技术自主完成一系列 复杂动作的自动化机器。
分类
根据应用领域和功能，机器人可 以分为工业机器人、服务机器人 、医疗机器人、军事机器人等。
Java
Java是一种面向对象的编程语言，具有跨平台的特性。它提 供了大量的机器人开发框架和库，如ROS（Robot Operating System），可用于构建复杂的机器人应用程序。
机器人编程环境搭建
ROS
ROS（Robot Operating System）是一个用于机器人开发的框架，提供了丰富的库和工 具，方便开发者进行机器人软件开发。ROS支持多种编程语言，包括Python、C和Java。
机器人控制技术
运动控制技术
通过对机器人的运动学和动力学 进行分析，实现对机器人的精确 控制，使其能够依照预定的轨迹
和姿态进行运动。
路径计划技术
根据机器人的任务需求，计划出 最优或次优的路径，使机器人能
够高效地完成任务。
导航控制技术
通过传感器和算法实现机器人在 复杂环境中的自主导航，使其能 够躲开障碍物并找到目标位置。
产品质量。
服务行业
服务机器人主要用于餐饮、酒 店、医疗、物流等领域，提供 便利、高效的服务体验。
农业领域
农业机器人可以实现自动化种 植、施肥、采摘等作业，提高 农业生产效率和下落劳动强度 。
航空航天
航空航天领域的机器人能够完 成高精度、高风险的装配和维 修工作，提高工作效率和安全
机器人学ppt完整版
视觉传感器
通过图像采集和处理获取 环境信息。
听觉传感器
通过声音采集和处理获取 环境信息。
触觉传感器
通过接触力、压力等检测 获取环境信息。
信息融合与处理技术
数据级融合
直接对原始数据进行融合处理。
特征级融合
提取各传感器数据的特征后进行融合。
信息融合与处理技术
决策级融合
在各传感器做出决策后进行融合。
信号处理
机器人结构组成
机器人本体
包括基座、腰部、臂部 、腕部等部分，构成机
器人的主体结构。
驱动系统
驱动机器人各关节进行 运动，通常由电机、减
速器等组成。
控制系统
实现对机器人运动的控 制，包括控制器、传感
器等部分。
感知系统
获取机器人内部和外部 环境的信息，如位置、
姿态、力等。
关节与连杆描述
关节描述
机器人的关节可分为转动关节和移动 关节，分别用旋转角度和平移距离来 描述。
稳定性分析与优化
李雅普诺夫稳定性分析
轨迹优化
通过构造李雅普诺夫函数，判断机器人系 统的稳定性，为控制器设计提供依据。
基于最优控制理论，对机器人运动轨迹进 行优化，提高机器人的运动性能和效率。
鲁棒性优化
控制分配与优化
针对机器人系统中存在的不确定性和干扰 ，设计鲁棒控制器，提高系统的稳定性和 抗干扰能力。
控制策略与方法
PID控制
通过比例、积分和微分环节对机器人 关节误差进行调节，实现关节位置、 速度和加速度的精确控制。
滑模控制
设计滑模面，使系统状态在滑模面上 滑动，从而实现对机器人关节的鲁棒 控制。
自适应控制
根据机器人动态特性的变化，实时调 整控制器参数，以保证系统性能的最 优。
机器人基础教育培训教材(PPT 116页)
（见基础教材32页）
78
程式内容复制、剪切、贴上 和反向贴上
• 复 制:复制一指定范围到暂存区 • 剪 切:从程式中复制一指定范围到暂存区，并
在程式中删除 • 贴 上:将暂存区之内容插入程式中 • 反向贴上:将暂存区之内容反向插入程式中
联盟并立 共同成长*立 共同 成长*立 共同成长*立 共同成
(详见基础教材36页79)
21
成长*立 共同成长*立 共同成
联盟并立 共同成长*立 共同
22
成长*立 共同成长*立 共同成
（二） 手动操作机器人
联盟并立 共同成长*立 共同
23
成长*立 共同成长*立 共同成
安全注意事项
● 开机前应确保本体动作范围内无人无杂物
● 检查控制箱与本体及与其他设备连接是否正确
● 检查供给电源与机器人所需电源相匹配
安全模式
联盟并立 共同成长*立 共同
41
成长*立 共同成长*立 共同成
运转方式
联盟并立 共同成长*立 共同
42
成长*立 共同成长*立 共同成
机器人状态
联盟并立 共同成长*立 共同
43
成长*立 共同成长*立 共同成
换页显示
联盟并立 共同成长*立 共同
44
成长*立 共同成长*立 共同成
联盟并立 共同成长*立 共同
● 检查各个急停和暂停按钮，确保其功能有效
● 本体运转时，严禁人或物进入其工作范围之内
其他安全注意事项详见基础教育训练教材相关内容
联盟并立 共同成长*立 共同
24
成长*立 共同成长*立 共同成
正确开机步骤
● 打开变稳压器【电源开关】，按下电源【启动】 ● 打开控制箱【电源开关】，按照教导器画面上提
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
机器人课程PPT课件
•
医疗方面发挥作用。
43
微型飞行器：被认为是未来战场上的重要侦察和攻击武器，能以可接受的成本执行某一有价值的任务。这种飞行器必须能够传输实时图像或执行其它功能，有足够小的尺寸（小于20厘米）、足够的巡航范围（如不小于5公里）和飞行时间（不小于15分钟）。
微型战术无人机：可用于战争危险估计、目标搜索、通信中继，监测化学、核或 生物武器，侦察建筑物内部情况。可适 用于城市、丛林等多种战争环境。因为 其便于携带，操作简单，安全性好的优
62
•
应用领域的进一步扩大
机器人在制造业中的发展是成功的，正逐步涉足非制造业。随着人类改造大自然要求的提高，以及机器人适应特殊环境能力的增强，农业、林 业、军事、海洋勘探、太空探索、生物医学工程 等行业将是机器人崭露头角的新领域。深入日常生活在人们的日常生活中，各种服务机器人也将向我们走来，娱乐机器人将给我们的生活增添无限乐趣。清洁机器人将减轻我们繁重的家务。保健机器人可为老人和残疾人提供保健帮助，是人
10
即分为示教－存储－再现-操作四
•
示教－再现步进行。
示教：方式有两种：(1) 直接示教－手把手；(2) 间接示教－示教盒控制。存储：保存示教信息。再现：根据需要，读出存储的示教信息向机器人发出重复动作的命令。
7.12.13 控制
顺序信息：各种动作单元（包括机械手和外围设备）按动作先后顺序的设定、检测等。位置信息：作业之间各点的坐标值，包括手爪在该点上的姿态，通常总称为位姿（ POSE）。时间信息：各顺序动作所需时间，即机器人完成各个动作的速度。
•
执4 行机构：机器人的足、腿、手、臂、腰及关节等，它是机器人运动和完成某项任务所必不可少的组成部分。
5 控制器：是机器人的核心，它负责对机器人的运动和各种动作控制及对环境的识别。现代工业机器人的控制器都是由计算机控制系统组成，控制方式主要有示教再现、可编程控制、遥控和自主控制等多种方式。
2024年度-机器人教学课件(共26张PPT)pptx
介绍了机器人常用传感器类型、 工作原理及在机器人感知中的应 用。
机器人自主导航与定位
阐述了机器人自主导航的基本原 理、定位方法及SLAM技术。
机器人基本概念与分类
机器人操作系统与编程
介绍了机器人的定义、发展历程 、分类及应用领域。
介绍了ROS的基本概念、功能特 点、常用命令及编程实践。
32
学生自我评价报告分享
第三代机器人
智能型机器人，具备自主 学习和决策能力，能够适 应复杂环境和任务。
5
未来趋势展望
人机协作
随着人工智能技术的发展，未来 机器人将更加注重与人类的协作 ，共同完成任务。
应用领域拓展
随着技术进步和应用需求增加， 机器人将在更多领域得到应用， 如医疗、教育、娱乐等。
自主化
机器人将具备更高的自主性和智 能化水平，能够独立完成复杂任 务。
以促进课程的不断完善和提高。
33
下一步学习计划和资源推荐
深入学习机器人相关领域知识
鼓励学生继续深入学习机器人相关领域知识，如机器视觉、深度学习在机器人中的应用等 。
参加机器人竞赛和项目实践
推荐学生参加各类机器人竞赛和项目实践，锻炼自己的实践能力和团队协作能力。
利用在线资源进行自主学习
推荐学生利用MOOCs、在线实验室等资源进行自主学习和实践操作，提高自己的学习效 果和兴趣。
01
学习成果展示
通过课程学习，学生能够掌握机器人基本概念、运动学与控制、传感器
与感知、自主导航与定位等关键知识点，并具备一定的实践操作能力。
02
学习方法分享
学生可以采用多种学习方法，如课前预习、课后复习、小组讨论、实践
操作等，以提高学习效果和兴趣。
《认识机器人》课件
按应用领域分类
医疗机器人
这类机器人主要用于医疗 领域，如手术助手、康复 训练等。它们通常具有高 精度、高稳定性的特点。
农业机器人
这类机器人主要用于农业 生产，如种植、施肥、采 摘等。它们能够提高农业 生产效率和质量。
军事机器人
这类机器人主要用于军事 领域，如侦查、攻击等。 它们通常具有高机动性和 防护能力。
交互系统
总结词
交互系统是机器人的“语言”，负责与人类或其他设备进行交流。
详细描述
交互系统包括语音识别与合成、图像识别、通信接口等，使机器人能够理解人类的指令、回答问题、传递信息等 。交互系统提高了机器人的可用性和便利性，使人与机器人能够更好地协同工作。
03
机器人的分类
按功能分类
服务型机器人
这类机器人主要用于提供服务， 如送货、清洁、陪伴等。它们通 常具有较高的自主性，能够在一 定程度上自主导航和完成任务。
02
机器人的构成
感知系统
总结词
感知系统是机器人的“感官”，负责接收和识别外部信息。
详细描述
感知系统包括各种传感器，如触觉、视觉、听觉传感器等， 用于检测机器人周围的环境、物体的形状、大小、位置等信 息。感知系统是机器人实现自主导航、物体识别、人机交互 等功能的基础。
运动系统
总结词
运动系统是机器人的“肌肉”，负责执行机器人的动作。
这类机器人通常具有多个 轮子，能够在平坦的地面 上快速移动。它们通常用 于巡逻、运输等场景。
履带式机器人
这类机器人通常具有履带 结构，能够适应复杂的地 形和环境。它们通常用于 军事、救援等场景。
仿人型机器人
这类机器人模仿人类的形 态和动作，具有较高的自 主性和灵活性。它们通常 用于服务、娱乐等场景。
ABB机器人培训教材.ppt11
青岛康平ABB机器人培训资料
主讲人：李志强
1、IRC5P 控制柜按钮功能介绍：
• • • 主电源开关：控制机器人系统主电源的开关。 LED 指示灯面板：显示控制系统的信息与警告。 用于故障排除。 维修接口：连接维修用PC 机的以太网接口以及 程序与参数备份用的USB 接口。 紧急按钮：按下/ 拉出按钮可在任一操作模式 下使机器人立即停止运行。要重启电机，必须 拉出按钮。然后必须按电机上电按钮。 电机开关：用于接通（1）或切断（0）机械手 轴电机的电源。电源接通时，上电按钮的指示 灯点亮。电机上电开关还可用于紧停链复位， 及在手动模式下启动运行链。 吹扫正常指示灯：启动时一个吹扫序列结束、 机器人准备运行时，向用户给出相关提示的指 示灯 模式选择开关：用于将机器人锁定在下列三个 操作模式之一：
编制Rapid 指令
着手编制Rapid 指令时，点击Instruction （指令）软键。 屏幕左栏会显示指令选用表。
•
Instructions （指令）软键被标记为选中， Rapid 程序中的黄线指示新指令的插入位置。用上/ 下箭头找到所需的Rapid 指令，然后Enter （确定）选择。需删除选用表并退出插入模式时，再一 次按Instructions （指令）软键
在生产中加载队列外作业 可从生产菜单加载程序、材料和漆刷表。该功能用于试验或维修时需要脱离作 业队列操作或需要忽略作业队列的场合。点击生产菜单中的Queue按钮（如下图红色方框） 队列参数设置如新添队列一样
状态栏
使能装置
队列按钮
•
可使用使能装置这组软键启用或禁用材料供应和喷涂装置。启 用后，软键变为有色，状态栏上的图标动态反映各装置的状态。
Shape(扇形）
漆刷测试
7、生产（队列添加）
主讲人：李志强
1、IRC5P 控制柜按钮功能介绍：
• • • 主电源开关：控制机器人系统主电源的开关。 LED 指示灯面板：显示控制系统的信息与警告。 用于故障排除。 维修接口：连接维修用PC 机的以太网接口以及 程序与参数备份用的USB 接口。 紧急按钮：按下/ 拉出按钮可在任一操作模式 下使机器人立即停止运行。要重启电机，必须 拉出按钮。然后必须按电机上电按钮。 电机开关：用于接通（1）或切断（0）机械手 轴电机的电源。电源接通时，上电按钮的指示 灯点亮。电机上电开关还可用于紧停链复位， 及在手动模式下启动运行链。 吹扫正常指示灯：启动时一个吹扫序列结束、 机器人准备运行时，向用户给出相关提示的指 示灯 模式选择开关：用于将机器人锁定在下列三个 操作模式之一：
编制Rapid 指令
着手编制Rapid 指令时，点击Instruction （指令）软键。 屏幕左栏会显示指令选用表。
•
Instructions （指令）软键被标记为选中， Rapid 程序中的黄线指示新指令的插入位置。用上/ 下箭头找到所需的Rapid 指令，然后Enter （确定）选择。需删除选用表并退出插入模式时，再一 次按Instructions （指令）软键
在生产中加载队列外作业 可从生产菜单加载程序、材料和漆刷表。该功能用于试验或维修时需要脱离作 业队列操作或需要忽略作业队列的场合。点击生产菜单中的Queue按钮（如下图红色方框） 队列参数设置如新添队列一样
状态栏
使能装置
队列按钮
•
可使用使能装置这组软键启用或禁用材料供应和喷涂装置。启 用后，软键变为有色，状态栏上的图标动态反映各装置的状态。
Shape(扇形）
漆刷测试
7、生产（队列添加）
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2009 09
“永恒的少女 “娱乐机器人
这款机器人能唱能跳，还会接吻，取名“E.M.A.”
2009 09
斟酒机器人
这款机器人能识别商标、品酒并推荐哪道小菜适 合那种酒。
2009 09
看家机器人BANRYU-T73S
用户可以通过移动电话控制这款机器人的移动。它配有一个内置摄像头， 能拍下周围环境的照片，在家或办公室看门护院。
2009 09
最后，研究人员决定进行一次大胆尝试。他们将 跑步机电源关闭。这样猴子就不再行走了，但它 仍然把机器人的脚当成了它自己的一部分，它的 大脑仍在不停地发出信号，而靠着这些脑波的指 挥，机器人继续走了3分钟。这一实验充分说明， 灵长类是可以利用脑波让机器人做出某些动作的。 如果将这一发现进一步完美，这项技术可以用在 瘫痪病人身上，帮助他们恢复运动能力。当然， 要实现这一目标还有很长的一段路要走，因为在 人脑里植入电极，手术的安全性仍无法保证。
2009 09
这具机器人名叫Cbi(Computational Brain interface的缩写)，155厘米，85公斤，有51 度的移动自由度。研究人员发现，部分神经元在 猴子实际运动时会发出信号，部分则在脚接触地 面时才有反应，另一部分则是在预测下一步动作 时才有活动。结合脑部活动及录像画面，科学家 将资料转为电脑可判读的形式，而数据库最后可 以在它实际行动前3到4秒预测出90%的动作。
2009 09
研究人员首先训练两只猴子学会以直立的方式在 跑步机上行走，然后在猴子脑部主管腿部运动的 部位植入电极，在它们行走的同时，记录250到 300个神经元的变化情况；并在它脚踝、膝盖、 臀部涂上萤光物质，以高速摄影机捕捉它的行动 方式，然后据此预测它们的腿关节的位置。再将 预测的结果通过互联网发送到日本京都，并在那 里用于控制一个机器人。实时的录像信号再反馈 到猴子那里。
Motoman系列的最新版
2009 09
美国猴子通过互联网远程遥控日本机器人
2009 09
美国和日本的科学家联手完成一项远距离实验： 在美国获取的一只猴子的大脑发出的信号，通过 互联网传输，并成功地用这些信号对一个机器人 进行了控制。 这是世界上第一个脑波摇控机器人实验。虽 然这项结果目前仅限于动物实验，但未来如果能 用于人类，医生可以帮助肢体严重瘫痪的病人恢 复肢体活动能力，也有助开发更像人的机器人。
2009 09
动作模仿机器人
2009 09
用电池驱动的“Twendy-One” 仿真机器 人 早稻田大学机械工程系的Shigeki Sugano教授研制
2009 09
技术培训机器人
培训牙医的机器人 培训带小孩子技巧的机器人
2009 09
特护机器人
抱主人到床上
协助做饭
2009 09
信息技术应用前沿科技--------机器人
在日本东京举行的“国际食品机械和技术展览会”上，一 款“煎饼”机器人正在进行表演，它能够制作四种日本传 统的面饼。这台机器人名叫"摩托曼(Motoman)"，由 日本安川电机公司研发，型号为SDA10。 它拥有灵活的双臂，能够在人们的工作场所自主运行。 机器人高135厘米，重220公斤，共有15个活动关节， 每个胳膊上各7个，还有一个关节在躯干上。这种设计保 证了机器人有足够大的运动幅度和范围。现场表演时，机 器人首先在碗中搅动原料，并询问用户需要用什么调料， 在原料准备完毕后，它会将这些准备好的材料放在加热板 上，然后用炒菜铲将面饼翻面，几分钟后一张香喷喷的面 饼就制作完成了，整个过程进行地非常轻松自如。
2009 09
信息技术应用前沿科技--------机器人
日本发明能做煎饼机器人 可灵巧用铲子.摩托曼做煎饼的第一步：在碗中搅动原 料，再将其倒在加热板上
2009 09
信息技术应用前沿科技--------机器人
摩托曼能正确的利用铲子
2009 09
机器人甚至能根据你的口味来制作煎饼
09
打鼓机器人
2009 09
1月10日，研究人员开始正式测试，学会了在跑 步机上行走的猴子被送上美国北卡罗莱纳州的一 个跑步机，它开始步行后，脑部活动及影像经过 电脑处理后将信号发送到远在日本京都的机器人。 猴子前方是一块大荧幕，清晰地显示出猴子后脚 的活动状态，如果它能让机器人跟它同步前进， 研究人员就给食物奖励。结果显示，当猴子和机 器人同步移动时，猴子的神经元不仅对自己的动 作有反应，对机器人的动作也有反应，这表明它 已经认定机器人的脚也是它身体的一部分。