关于机器人技术你必须知道的基本知识

关于机器人技术你必须知道的基本知识

机器人的历史并不算长，1959年美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人，机器人的历史才真正开始。德沃尔曾于1946年发明了一种系统，可以重演所记录的机器的运动。1954年，德沃尔又获得可编程机械手专利，1959年，英格伯格和德沃尔联手制造出第一台工业机器人。

机器人的分类

关于机器人如何分类，国际上没有制定统一的标准，有的按负载重量分，有的按控制方式分，有的按自由度分，有的按结构分，有的按应用领域分。一般的分类方式：

示教再现型机器人：通过引导或其它方式，先教会机器人动作，输入工作程序，机器人则自动重复进行作业。

数控型机器人：不必使机器人动作，通过数值、语言等对机器人进行示教，机器人根据示教后的信息进行作业。

感觉控制型机器人：利用传感器获取的信息控制机器人的动作。

适应控制型机器人：机器人能适应环境的变化，控制其自身的行动。

学**控制型机器人：机器人能体会工作的经验，具有一定的学**功能，并将所学的经验用于工作中。

智能机器人：以人工智能决定其行动的机器人。

我国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人。所谓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。而特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人，

包括：服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。在特种机器人中，有些分支发展很快，有独立成体系的趋势，如服务机器人、水下机器人、军用机器人、微操作机器人等。

目前，国际上的机器人学者，从应用环境出发将机器人也分为两类：制造环境下的工业机

工业机器人应用技术课程标准

《工业机器人应用技术》课程标准 课程名称：工业机器人应用技术 课程性质：职业技术课 学分：2 计划学时：32 1前言 《工业机器人应用技术》课程是机电一体化各专业方向的一门专业技术课，是一门多学科的综合性技术，它涉及自动控制、计算机、传感器、人工智能、电子技术和机械工程等多学科的内容。其目的是使学生了解工业机器人的基本结构，了解和掌握工业机器人的基本知识，使学生对机器人及其控制系统有一个完整的理解，培养学生在机器人技术方面分析与解决问题的能力，培养学生在机器人技术方面具有一定的动手能力，为毕业后从事专业工作打下必要的机器人技术基础。 1.1课程定位 本课程的教学以高等职业教育培养目标为依据，遵循“结合理论联系实际，应知、应会”的原则，以拓展学生专业知识覆盖面为重点；注重培养学生的专业思维能力。重点通过对主流工业机器人产品的讲解，使学生对当前工业机器人的技术现状有较为全面的了解，对工业机器人技术的发展趋势有一个明确的认识，为学生进入社会做前导；把创新素质的培养贯穿于教学中。采用行之有效的教学方法，注重发展学生专业思维和专业应用能力，通过简单具体的实例深入浅出地讲解专业领域的知识。 1.2设计思路

以点带面，讲解授课为主的教学方式。课程主要可以分为机械、运动、控制、感觉等几个部分，内容较多。课堂教学上，我们使用重点突破的方法，讲解一个或者两个典型的实例，让学生触类旁通，举一反三，从而带动整个知识面的学习。 我们让学生联系已学各门科目的知识点，达到温故知新的目的。由于涉及的已学课程较多，学生由于基础薄弱，前面课程的遗忘率不容忽视，所以在讲解的过程中，对一些重要的知识点，我们还要做一个较为详细的说明，从而可以加强学生的知识储备，为本课程的学习扫清障碍。 传统的教学手段与现代教育技术手段灵活运用：板书、实物模型、多媒体课件等。尤其是在机械部分，考虑到学生的立体思维能力较为薄弱，多媒体和实物模型的使用能更好地帮助学生理解工业机器人各部分的工作原理。 2课程目标 2.1总体目标 《工业机器人应用技术》是一门培养学生具有机器人设计和使用方面基础知识的专业课，本课程主要研究机器人的结构设计与基本理论。通过本课程的学习，使学生掌握工业机器人基本概念、机器人运动学理论、工业机器人机械系统设计、工业机器人控制等方面的知识。 2.2具体目标 2.2.1知识目标 1．了解机器人的由来与发展、组成与技术参数，掌握机器人分类与应用，对各类机器人有较系统地完整认识。 2．了解机器人运动学、动力学的基本概念，能进行简单机器人的位姿分析和运动分析。

机器人基础考试试题重点

（二）简答题 1.智能机器人的所谓智能的表现形式是什么？ 答:推理判断、记忆 2.机器人分为几类？ 答:首先，机器人按应用分类可分为工业机器人、极限机器人、娱乐机器人。 1)工业机器人有搬运、焊接、装配、喷漆、检验机器人，主要用于现代化的工厂和柔性加工系统中。 2)极限机器人主要是指用在人们难以进入的核电站、海底、宇宙空间进行作业的机器人，包括建筑、农业机器人。 3)娱乐机器人包括弹奏机器人、舞蹈机器人、玩具机器人等。也有根据环境而改变动作的机器人。 其次，按照控制方式机器人可分为操作机器人、程序机器人、示教机器人、智能机器人和综合机器人。 3. 机器人由哪几部分组成？ 机器人由三大部分六个子系统组成。三大部分是机械部分、传感部分和控制部分。六个子系统是驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人一环境交换系统、人机交换系统和控制系统。 4. 什么是自由度？ 答:人们把构建相对于参考系具有的独立运动参数的数目称为自由度。 5. 机器人技术参数有哪些？各参数的意义是什么？ 答:机器人技术参数有:自由度、精度、工作范围、速度、承载能力 1）自由度：是指机器人所具有的独立坐标轴的数目，不包括手爪（末端操作器）的开合自由度。在三维空间里描述一个物体的位置和姿态需要六个自由度。但是，工业机器人的自由度是根据其用途而设计的，也可能小于六个自由度，也可能大于六个自由度。

2）精度：工业机器人的精度是指定位精度和重复定位精度。定位精度是指机器人手部实际到达位置与目标位置之间的差异。重复定位精度是指机器人重复定位其手部于同一目标位置的能力，可以用标准偏差这个统计量来表示，它是衡量一列误差值的密集度（即重复度）。 3）工作范围：是指机器人手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的集合，也叫工作区域。 4）速度；速度和加速度是表明机器人运动特性的主要指标。 5)承载能力：是指机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。承载能力不仅取决于负载的质量，而且还与机器人运行的速度和加速度的大小和方向有关。为了安全起见，承载能力这一技术指标是指高速运行时的承载能力。通常，承载能力不仅指负载，而且还包括机器人末端操作器的质量。 6. 机器人手腕有几种？试述每种手腕结构。 答：机器人的手臂按结构形式分可分为单臂式，双臂式及悬挂式按手臂的运动形式区分，手臂有直线运动的。如手臂的伸缩，升降及横向移动，有回转运动的如手臂的左右回转上下摆动有复合运动如直线运动和回转运动的组合。2直线运动的组合2回转运动的组合。手臂回转运动机构，实现机器人手臂回转运动的机构形式是多种多样的，常用的有叶片是回转缸，齿轮转动机构，链轮传动和连杆机构手臂俯仰运动机构，一般采用活塞油（气）缸与连杆机构联用来实现手臂复合运动机构，多数用于动作程度固定不变的专用机器人。 7. 机器人机座有几种？试述每种机座结构。 答：机器人几座有固定式和行走时2种 1)固定式机器人的级左右直接接地地面基础上，也可以固定在机身上 2)移动式机器人有可分为轮车机器人，有3组轮子组成的轮系四轮机器人三角论系统，全方位移动机器人，2足步行式机器人，履带行走机器人 8. 试述机器人视觉的结构及工作原理 答:机器人视觉由视觉传感器摄像机和光源控制计算器和图像处理机组成原理：由视觉传感器讲景物的光信号转换成电信号经过A/D转换成数字信号传递给图像处理器，同时光源控制器和32 摄像机控制器把把光线，距离颜色光源方向等等参数传递给图像处理器，图像处理器对图像数据做一些简单的处理将数据传递给计算机最后由计算器存储和处理。 9. 工业机器人控制方式有几种？

《工业机器人技术基础》课程标准

《工业机器人技术基础》课程标准 1.课程性质和任务 课程性质:《工业机器人技术基础》是工业机器人技术专业课程体系中的职业基础课程之一，是一门多学科的综合性技术，它涉及自动控制、计算机、传感器、人工智能、电子技术和机械工程等多学科的内容，是学生职业发展中第一门与工业机器人直接关联的基础课程。是在科学分析确定学院办学定位、明确我院工业机器人技术专业发展方向的前提下，通过对工业机器人技术职业与职业岗位进行整体化的调研与分析形成的一门具有很强的综合性的专业基础课程。 课程任务：主要是引导学生通过对工业机器人本体的认知，掌握工业机器人运动系统设计方法，具有进行总体设计的能力；掌握工业机器人整体性能、主要部件性能的分析方法；掌握工业机器人常用的控制理论与方法，具有进行工业机器人控制系统设计的能力；了解工业机器人的新理论，新方法及发展趋向。掌握工业机器人的一般知识和基本技能，培养学生专业能力及职业能力，为他们走上工业机器人生产第一线的工作岗位做好准备。 2.学习领域描述 工业机器人涉及的学科相当广泛，归纳起来是机械学和微电子学的结合-机电一体化技术，其集精密化、柔性化、智能化、软件应用开发等先进制造技术于一体，是工业自动化水平的最高体现。任何从事工业机器人相关岗位的员

工，都有必要预先系统地了解掌握工业机器人的相关知识，包括工业机器人的分类、组成，结构，性能参数，控制技术，传感系统以及典型应用等等，才能够妥善的应对自身职业体系中可能出现的各种问题。 模拟企业新员工的认知流程，学生以小组或独立的工作方式，结合工业机器人认知实训设备，对上述技术要点进行系统的接触、分析、了解和掌握。 3.先修课程和后续课程 先修课程：《电路与电工技术》、《机械制图与CAD》 后续课程：《工业机器人拆装与维护》、《工业机器人离线编程》、《工业机器人操作与编程》 4.课程目标 掌握工业机器人的工作原理和结构知识，掌握六自由度工业机器人的特点及其相关参数知识，能使学生掌握机器人机构设计、运动分析、控制和使用的技术要点和基础理论。机器人是典型的机电一体化装置，它不是机械、电子的简单组合，而是机械、电子、控制、检测、通信和计算机的有机融合，通过这门课的学习，使学生对机器人有一个全面、深入的认识，培养学生综合运用所学基础理论和专业知识进行创新设计的能力，并相应的掌握一些实用工业机器人控制及规划和编程方法。 学习完本课程后，学生应当能具备从事工业机器人企业生产第一线的生产与管理等相关工作的基础知识和能力储备，包括： （1）了解机器人的由来与发展、组成与技术参数，掌握机器人分类与应用，对各类机器人有较系统地完整认识。 （2）了解机器人运动学、动力学的基本概念，能进行简单机器人的位姿

工业机器人基础复习题知识讲解

1、机器人安应用类型可以分为工业机器人、极限作业机器人和娱乐机器人。2﹑机器人按照控制方式可分为点位控制方式、连续轨迹控制方式、力（力矩）控制方式和智能控制方式。 3、工业机器人的坐标形式主要有直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型、关节坐标型和平面关节型。 4、直角坐标机器人的工作范围是长方形形状；圆柱坐标机器人的工作范围是圆柱体形状；球坐标机器人的工作范围是球面一部分状。 5、工业机器人的参考坐标系主要有关节坐标系、工具参考坐标系、全局参考系坐标系。 6、工业机器人的传动机构是向手指传递运动和动力，该机构根据手指的开合动作特点可以分为回转型和移动型。 7、吸附式取料手靠吸附力取料，根据吸附力的不同分为磁吸附和气吸附两种。 8、气吸附式取料手是利用吸盘内的压力和大气压之间的压力差而工作。按形成压力差的方法，可分为真空吸盘吸附、气流负压气吸附、挤压排气负压气吸附几种。 9、手臂是机器人执行机构的重要部件，它的作用是支待手腕并将被抓取的工件运送到指定位置上，一般机器人的手臂有3个自由度，即手臂的伸缩升降及横向移动、回转运动和复合运动。 10、机器人的底座可分为固定式和移动式两种。 11、谐波齿轮传动机构主要有柔轮、刚轮和波发生器三个主要零件构成。 12、谐波齿轮通常将刚轮装在输入轴上，把柔轮装在输出轴上，以获得较大的齿轮减速比。 13、机器人的触觉可以分为接触觉、接近觉、压觉、滑觉和力觉五种。 14、机器人接触觉传感器一般由微动开关组成，根据用途和配置不同，一般用于探测物体位置，路径和安全保护。 二、选择题 1、世界上第一台工业机器人是（B ） A、Versatran B、Unimate C、Roomba D、AIBO 2、通常用来定义机器人相对于其它物体的运动、与机器人通信的其它部件以及运动部件的参考坐标系是（ C ） A、全局参考坐标系 B、关节参考坐标系 C、工具参考坐标系 D、工件参考坐标系 3、用来描述机器人每一个独立关节运动参考坐标系是（ B ） A、全局参考坐标系 B、关节参考坐标系 C、工具参考坐标系 D、工件参考坐标系 4、夹钳式取料手用来加持方形工件，一般选择（A ）指端。 A、平面 B、V型 C、一字型 D、球型 5、夹钳式取料手用来加持圆柱形工件，一般选择（ B ）指端。 A、平面 B、V型 C、一字型 D、球型 6、夹钳式手部中使用较多的是（ D ） A、弹簧式手部 B、齿轮型手部 C、平移型手部 D、回转型手部 7、平移型传动机构主要用于加持（ C ）工件。

《工业机器人技术基础》教学大纲

《工业机器人技术基础》教学大纲 一、课程基本信息 课程名称：工业机器人技术基础 学时：48 适用对象: 工业机器人技术专业、电气自动化技术专业、机电一体化技术专 业 考核方式：考查 二、课程简介 机器人学是一门高度交叉的前沿学科，机器人技术是集力学、机械学、生物学、人类学、计算机科学与工程、控制论与控制工程学、电子工程学、人工智能、社会学等多学科知识之大成，是一项综合性很强的新技术。通过该课程的学习， 使得学生基本熟悉这门技术以及其发展状况，为今后从事工业机器人的操作管 理、维护维修、系统安装调试和集成设计的工作打下基础。 三、课程性质与教学目的 本课程是专业基础课，通过本课程的学习，使学生了解机器人及其应用，掌 握机器人系统组成、机构、运动分析、控制和使用的技术要点和基础理论。机器 人是典型的机电一体化装置，它不是机械、电子的简单组合，而是机械、电子、 控制、检测、通信和计算机的有机融合，通过这门课的学习，使学生对机器人有 一个全面、深入的认识。培养学生综合运用所学基础理论和专业知识分析问题解 决问题的能力。 第1章概述 机器人的基本概念，机器人的组成原理、机器人应用与外部的关系、机器人应用技术的现状 第2章机器人的基础知识 机器人的分类、机器人的基本术语与图形符号、机器人的技术参数、机器人的运动学基础、机器人的动力学基础 第3章机器人的机械结构系统 机器人的机械结构系统、机器人的腕部机构、机器人的手部机构、机器人的行走机构

第4章机器人的驱动系统 机器人的驱动系统概述、电动机及其特性、液压驱动系统及其特性 第5章机器人的控制系统 机器人的控制系统、伺服控制系统及其参数、交流伺服电动机的调速、机器人控制系统结构、机器人控制的示教再现、机器人控制系统举例 第6章机器人的感觉系统 机器人的传感技术、机器人的内部传感器、机器人的外部传感器、机器人的视觉系统、机器人传感器的选择 第7章机器人的语言系统 机器人的语言系统概述、常用的机器人语言简介、机器人的离线编程、机器人的编程示例 第8章工业机器人及其应用 工业机器人概述、焊接机器人、搬运机器人、喷涂机器人、装配机器人 四、各教学环节学时分配 教学环节 教学时数课程内容讲课实验 其他教学 环节 第一章概述 4 第二章机器人的基础知识 4 第三章机器人的机械结构系统 6 1 第四章机器人的驱动系统8 第五章机器人的控制系统8 第六章机器人的感觉系统8 1 第七章机器人的语言系统 6 第八章工业机器人及其应用12

kuka机器人学习笔记

TIMER定时器的使用 Kuka程序里的TIMER没有start, 只有stop ，stop赋值FALSE开始定时器，TRUE 停止定时器。 DEF main() INT A INI A=0 $TIMER[30]=0 //电石气当前值清零 $TIMER_STOP[30]=FALSE //TIMER[30]定时开始 ……. $TIMER_STOP[30]=TRUE //TIMER[30]定时结束 A=$TIMER[30] //采集当前值赋值给A END 复制粘贴的使用 下方字菜单按钮依次为 新选定备份存档删除打开编辑 选中一个程序，点击备份此时产生一个新建的 程序，重命名即可。 打开程序后，下方子菜单按钮依次为 更改、指令、动作、打开/关闭、语句行选 择、Touchup、编辑。 如果需要剪切某个动作，将光标移动至改行，点击 编辑, 打开编辑器，如左图所示，点击剪切，再将 光标移动至需要粘贴的位置，点击编辑->粘贴。 复制的操作方法类似。

更改机器人控制柜的IP地址 主菜单->配置->用户组->专家模式，输入密码kuka确认主菜单->投入运行->网络配置，如下图所示 地址类型：固定IP地址 点击其他按钮，再点击内部子网子菜单后出现如下图所示

设置IP时注意，内网出现的网段请不要占用。 修改完成后点击保存，提示冷启动后才能应用，必须关机重启。 示教器进入windows桌面 进入专家模式 主菜单->投入运行->售后服务->HMI最小化 操作按照windows操作方式操作。可以用于打开U盘复制操作文件。改变软件限位 主菜单->投入运行->售后服务->软限位

库卡工业机器人运动指令入门知识 学员必备

库卡工业机器人运动指令的入门知识 问?学完了的运动指令后，可以了解到哪些？ 答（1）通过对机器人几种基本运动指令的学习，能够熟练掌握机器人各种轨迹运动的相关编程操作 （2）通过学习PTP运动指令的添加方法，能够掌握机器人的简单编程 机器人的运动方式： 机器人在程序控制下的运动要求编制一个运动指令，有不同的运动方式供运动指令的编辑使用，通过制定的运动方式和运动指令，机器人才会知道如何进行运动，机器人的运动方式有以下几种： （1）按轴坐标的运动（PTP:Point-toPoint，即点到点） （2）沿轨迹的运动：LIN直线运动和CIRC圆周运动 （3）样条运动：SPLINE运动 点到点运动

PTP运动是机器人沿最快的轨道将TCP从起始点引至目标点，这个移动路线不一定是直线，因为机器人轴进行回转运动，所以曲线轨道比直线轨道运动更快。此轨迹无法精确预知，所以在调试及试运行时，应该在阻挡物体附近降低速度来测试机器人的移动特性。 线性运动

线性运动是机器人沿一条直线以定义的速度将TCP引至目标点。在线性移动过程中，机器人转轴之间进行配合，是工具或工件参照点沿着一条通往目标点的直线移动，在这个过程中，工具本身的取向按照程序设定的取向变化。 圆周运动 圆周运动是机器人沿圆形轨道以定义的速度将TCP移动至目标点。圆形轨道是通过起点、辅助点和目标点定义的，起始点是上一条运动指令以精确定位方式抵达的目标点，辅助点是圆周所经历的中间点。在机器人移动过程中，工具尖端取向的变化顺应与持续的移动轨迹。 样条运动

样条运动是一种尤其适用于复杂曲线轨迹的运动方式，这种轨迹原则上也可以通过LIN运动和CIRC运动生成，但是相比下样条运动更具有优势。 创建以优化节拍时间的运动（轴运动） 1?PTP运动 PTP运动方式是时间最快，也是最优化的移动方式。在KPL程序中，机器人的第一个指令必须是PTP或SPTP，因为机器人控制系统仅在PTP或SPTP运动时才会考虑编程设置的状态和转角方向值，以便定义一个唯一的起始位置。 2?轨迹逼近 为了加速运动过程，控制器可以CONT标示的运动指令进行轨迹逼近，轨迹逼近意味着将不精确到达点坐标，只是逼近点坐标，事先便离开精确保持轮廓的轨迹。 PTP运动的轨迹逼近是不可预见的，相比较点的精确暂停，轨迹逼近具有如下的优势： （1）由于这些点之间不再需要制动和加速，所以运动系统受到的磨损减少。（2）节拍时间得以优化，程序可以更快的运行。 创建PTP运动的操作步骤 （1）创建PTP运动的前提条件是机器人的运动方式已经设置为T1运行方式，并且已经选定机器人程序。

工业机器人基础操作

目录 项目一工业机器人基本结构认识与安全操作知识 (1) 项目二机器人的基本操作 (11)

项目一工业机器人基本结构认识与安全操作知识 一、布置任务 1.项目要求 （1）项目名称：工业机器人基本结构认识与基础操作 （2）计划课时：6 （3）器材及工具准备（现场准备） 表1 实验所需设备清单 2.教学主要内容及目的 通过该实训课程，将《工业机器人技术基础》中所学的机器人编程及调试技术应用于实际设计中。学习机器人的基本安全操作常识、机器人控制柜的基本结构、机器人示教器的基本操作等技术在实验平台上进行综合认知与练习，在理论和实验的基础上进一步对工业机器人的认识，更好的了解机器人的操作方式。 3.相关知识准备 机器人的基本组成、机器人的基本安全操作常识。 二、制定计划 教师辅助学生以小组方式，10人一组，由指导老师讲解基本操作要领及安全注意事项，讲解完成后，学生自己进行操作，讨论各步骤的注意事项及原因，以讨论加操作的方式进行学习。 三、实施项目任务 1. 实训内容 ①通过现场讲解，学习机器人的基本安全知识，为后续安全操作做基础； ②认识机器人控制柜，了解其主要结构及控制按钮的功能； ③认识示教器的基本操作方法。 2. 实训步骤

（1）工业机器人安全知识 a、记得关闭总电源 在进行机器人的安装、维修、保养时切记要将总电源关闭。带电作业可能会产生致命性后果。如果不慎遭高压电击，可能会导致心跳停止、烧伤或其他严重伤害。 在得到停电通知时，要预先关断机器人的主电源及气源。 突然停电后，要在来电之前预先关闭机器人的主电源开关，并及时取下夹具上的工件。 b、与机器人保持足够安全距离 在调试与运行机器人时，它可能会执行一些意外的或不规范的运动。并且，所有的运动都会产生很大的力量，从而严重伤害个人或损坏机器人工作范围内的任何设备，所以时刻警惕与机器人保持足够的安全距离。 c、静电放电危险 搬运部件或部件容器时，未接地的人员可能会传递大量的静电荷。这一放电过程可能会损坏敏感的电子设备。所以在有此标识的情况下，要做好静电放电防护。 d、紧急停止 紧急停止优先于任何其它机器人控制操作，它会断开机器人电动机的驱动电源，停止所有运转部件，并切断由机器人系统控制且存在潜在危险的功能部件的电源。 出现下列情况时请立即按下任意紧急停止按钮： 机器人运行时，工作区域内有工作人员。 机器人伤害了工作人员或损伤了机器设备。 e、灭火 发生火灾时，在确保全体人员安全撤离后再进行灭火，应先处理受伤人员。当电气设备（例如机器人或控制器）起火时，使用二氧化碳灭火器，切勿使用水或泡沫。 f、工作中的安全 注意夹具并确保夹好工件。如果夹具打开，工件会脱落并导致人员伤害或设备损坏。夹具非常有力，如果不按照正确方法操作，也会导致人员伤害。机器人停机时，夹具上不应置物，必须空机。 g、示教器的安全 示教器的使用和存放应避免被人踩踏电缆。 小心操作。不要摔打、拋掷或重击，这样会导致破损或故障。在不使用该设备时，

机器人技术基础知识总结

坐标系ouvw 除绕坐标系oxyz的坐标轴旋转外， 还可以绕它本身的坐标轴旋转。如果坐标系ouvw 绕坐标系oxyz 的坐标轴旋转， 则可对旋转矩阵左乘相应的基本旋转 矩阵； 如果ouvw 绕本身的坐标轴旋转，则可对旋转矩阵右乘相应 的基本旋转矩阵。 2目前机器人的运动学和动力学研究主要向下面所述的几个方 面深人发展： 1.机器人的轨迹规划。 2.切实可行的设计和评价机器人的动力学方法。 3.适应机器人的实时计算，减少计算时间，提高 计算效率。 4.解决控制系统的反馈、稳定等方面的问题。 5.随着机器人以高速、高精度发展，考虑构件弹性及振动影响的动力学研究。 6.改进和完善动力学建模方法。 3国内主要采用open GL软件实现机器人仿真 4运动学和动力学模型简化条件 (1) 假设机器人各杆件是刚性的；忽略各杆件的变形，都当作 刚性构件来处理； (2) 各构件的摩擦忽略不计； 目前，已经能够对一般结构的六自由度串联机器人进行逆运动 学求解，但是要获得显式解，只有满足下列两个充分条件之一： a．3 个相邻关节轴交于一点。 b．3 个相邻关节轴平行。 5假定坐标系oxyz 是三维空间中的固定坐标系(在机器人运动学中为总体坐标系)，坐标系ouvw 固定在机器人杆件上并随杆件一起运动(此坐标系为附体坐标系) 6齐次坐标是用n+1 维坐标来描述n 维空间的位置 7在机器人杆件关节上建立坐标系有两种方法：一是把杆件坐标 系建立在每个杆件的下关节处；二是把杆件坐标系建立在每个杆件 的上关节处。 8 i 杆件的坐标系设置在i+1 号关节上，并固定i 关节， 坐标系{i}与杆件i 无相对运动 这种传递矩阵是把i 杆件的坐标系设置在i 号关节上，并固定i关节， 坐标系{i}与杆件i 无相对运动

第10课 我们身边的机器人

教学目标： 1. 知识目标：了解机器人的产生、现状和发展。 2. 能力目标：收集有关机器人各个方面的资料，以小组为单位，进行编辑整理。 3. 情感目标：激发学习热情，从小树立爱科学的志向。 教学重点： 机器人的发展史。 教学难点： 能较快地、有针对性地收集有关机器人的资料。 课时安排： 1课时。 课前准备： 准备有关介绍机器人的演示文稿、照片、录像资料等。 教材分析： 本课主要分成：知道机器人一词的由来、知道机器人的种类、了解机器人结构特征和不同功能、畅想未来机器人的发展方向等几方面。 由于学生对机器人的感性认识往往是通过电视、书籍等途径，大部分学生都认为：机器人就是像人一样的机器，能够做一些简单的动作等。在处理教材时，可以在开始上课时，让学生来交流：“你知道什么是机器人吗？”“机器人能做什么呢？”让学生大胆、充分地说出自己的见解。然后，教师出示有关机器人的幻灯片，较系统、完整地介绍机器人的由来、种类、特征、发展等，学生的学习兴趣就会被激发。本课要重点介绍机器人的发展史，介绍它们在各行各业中的“杰出”表现，同时让学生思考体会：机器人不一定是人形的样子！ 教学建议： 通过谈话引入新课——生活中你看到过机器人吗？以此来引起学生的兴趣，也可事先让学生准备好一些机器人资料，一上课就先来交流展示。 在第二个环节中，让学生互相交流，围绕现在的机器人都能做哪些事情、机器人代替人类有什么好处等来谈。让学生来感受体会，发表个人见解，交流互动。教师根据课堂实际，可以适时展示事先准备的有关机器人发展史的图片、录像资料，在让学生做一些适当笔记的同时，也积极思考：什么样的才叫机器人呢？你能给它下个定义吗？教师要对学生的发言进行点评和小结。 第三个环节，让全体学生畅想：未来的机器人又将如何发展呢？布置本次课堂作业：画一幅机器人的科幻画。学生上机操作。 最后，教师小结，点评作业。同时，开始安排全班分组，一般以4~5人小组为一个单位，共同学习，使用一套教学机器人。也可以就刚才学生未完的话题继续展开讨论。 练习建议： 1. 上机作业：我心目中的机器人，要求画一幅机器人科幻画。 2. 课外作业：收集机器人的相关资料，以小组为单位制作一份Word简报。巩固本次课堂教学效果，为下节课作铺垫和准备。 附参考教案： 一、机器人的由来 几千年前人类就渴望制造一种像人一样的机器，以便将人类从繁重的劳动中解脱出来。西周时期，我国的能工巧匠偃师就研制出了能歌善舞的伶人，这是我国最早记载的机器人。 机器人跟“Robota”有什么关系呀？ 1920年捷克斯洛伐克作家萨佩克写了一个名为《洛桑万能机器人公司》的剧本，他把在洛桑万能机器人公司生产劳动的那些家伙取名“Robota”,汉语音译为“罗伯特”——萨佩克把机器人的地位确定为只管埋头干活、任由人类压榨的奴隶，它们存在的价值只是服务于人类。它们沒有思维能力，不能思考，只是类似人的机器，很能干，以便使人摆脱劳作。它们能生存20年，刚生产出来时，由人教它们知识。它们不能思考，也没有感情，一个人能干三个人的活，公司因此而生意兴隆。后来一个极其偶然

机器人技术基础(课后习题答案)

简述工业机器人的定义，说明机器人的主要特征。 答：机器人是一种用于移动各种材料、零件、工具、或专用装置，通过可编程动作来执行种种任务并具有编程能力的多功能机械手。 1.机器人的动作结构具有类似于人或其他生物体某些器官（肢体、感官等）的功能。 2.机器人具有通用性，工作种类多样，动作程序灵活易变。 3.机器人具有不同程度的智能性，如记忆、感知、推理、决策、学习等。 4.机器人具有独立性，完整的机器人系统在工作中可以不依赖于人的干预。 工业机器人与数控机床有什么区别 答：1.机器人的运动为开式运动链而数控机床为闭式运动链； 2.工业机器人一般具有多关节，数控机床一般无关节且均为直角坐标系统； 3.工业机器人是用于工业中各种作业的自动化机器而数控机床应用于冷加工。 4.机器人灵活性好，数控机床灵活性差。 简述下面几个术语的含义：自有度、重复定位精度、工作范围、工作速度、承载能力。答：自由度是机器人所具有的独立坐标运动的数目，不包括手爪（末端执行器）的开合自由度。 重复定位精度是关于精度的统计数据，指机器人重复到达某一确定位置准确的概率，是重复同一位置的范围，可以用各次不同位置平均值的偏差来表示。 工作范围是指机器人手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的集合，也叫工作区域。 工作速度一般指最大工作速度，可以是指自由度上最大的稳定速度，也可以定义为 手臂末端最大的合成速度（通常在技术参数中加以说明）。 承载能力是指机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。 什么叫冗余自由度机器人 答：从运动学的观点看，完成某一特定作业时具有多余自由度的机器人称为冗余自由度机器人。 题图所示为二自由度平面关节型机器人机械手，图中L1=2L2，关节的转角范围是0゜≤θ1≤180゜,-90゜≤θ2≤180゜,画出该机械手的工作范围（画图时可以设L2=3cm）。

工业机器人基础知识

机器人的定义 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”。 国际标准化组织(ISO)的定义：“机器人是一种自动的、位置可控的、具有编程能力的多功能机械手，这种机械手具有几个轴，能够借助于可编程序操作来处理各种材料、零件、工具和专用装置，以执行种种任务。” 机器人具有以下特性： （1）一种机械电子装置； （2）动作具有类似于人或其他生物体的功能； （3）可通过编程执行多种工作，有一定的通用性和灵活性； （4）有一定程度的智能，能够自主地完成一些操作。 机器人的分类 按照日本工业机器人学会（JIRA）的标准，可将机器人分为六类： 第一类：人工操作机器人。由操作员操作的多自由度装置； 第二类：固定顺序机器人。按预定的不变方法有步骤地依此执行任务的设备，其执行顺序难以修改； 第三类：可变顺序机器人。同第二类，但其顺序易于修改。 第四类：示教再现（playback）机器人。操作员引导机器人手动执行任务，记录下这些动作并由机器人以后再现执行，即机器人按照记录下的信息重复执行同样的动作。 第五类：数控机器人。操作员为机器人提供运动程序，并不是手动示教执行任务。 第六类：智能机器人。机器人具有感知外部环境的能力，即使其工作环境发生变化，也能够成功地完成任务。 美国机器人学会（RIA）只将以上第三类至第六类视做机器人。 我国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人。所谓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。而特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人。 机器人技术涉及的研究领域有： 1、传感器技术：得到与人类感觉机能相似的传感器技术； 2、人工智能计算机科学：得到与人类智能或控制机能相似能力的人工智能或计算机科学； 3、假肢技术； 4、工业机器人技术：把人类作业技能具体化的工业机器人技术； 5、移动机械技术：实现动物行走机能的行走技术； 6、生物功能：实现生物机能为目的的生物学技术 为了防止机器人伤害人类，科幻作家阿西莫夫于1940年提出了“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，与第一条违背的命令除外； （3）机器人应能保护自己，与第一条相抵触者除外。 这是给机器人赋予的伦理性纲领。机器人学术界一直将这三原则作为机器人开发的准则。1959年第一台工业机器人（采用可编程控制器、圆柱坐标机械手）在美国诞生，开创了机器人发展的新纪元。

机器人基本知识

【详解】机器人基本知识 机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。机器人可接受人类指挥，也可以执行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。机器人执行的是取代或是协助人类工作的工作，例如制造业、建筑业，或是危险的工作。 现在，国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。一般说来，机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。机器人能力的评价标准包括：智能，指感觉和感知, 包括记忆、运算、比较、鉴别、判断、决策、学习和逻辑推理等；机能，指变通性、通用性或空间占有性等；物理能，指力、速度、连续运行能力、可靠性、联用性、寿命等。因此，可以说机器人是具有生物功能的空间三维坐标机器。 、感应器 我国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人。所谓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。而特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人，包括：服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。在特种机器人中，有些分支发展很快，有独立成体系的趋势，如服务机器人、水下机器人、军用机器人、微操作机器人等。 二、机械人的构造 一个机械人有三部分组成： 感应器（sensor） 感应器相对人的五观（眼、耳、口、鼻、皮肤），是机械人探索环境的工具。 控制器（controller） 感应器相对人的脑袋，机械人通过他的感应器搜集环境的数据后，通过他的大脑分析，计划他的行

动。 制动器(actuator) 机械人计划他的行动后，通过它的制动器对环境作出反应。制动器相对人的手、脚、口(说话)、等等。 三、感应器 下列一些常用的感应器： 1. 光感应器(LightSensors) 光敏电阻(Photoresistors) 红外线感应器(Near-InfraredProximityDetectors) 移动感应器(PyroelectricSensors) 摄影机(Cameras) 2. 力量感应器(ForceSensors) 微动制(Microswitches) 弯曲感应器(BendSensors) 压敏电阻(Force-SensingResistors) 3. 声感应器(SoundSensors) 咪(Microphones) 压力感应器(PiezoelectricFilmSensors) 超声波感应器(Sonar) 4. 位置及方向感应器(PositionandOrientation) 计步器(ShaftEncoders) 回转仪(Gyros) 水平感应器(TiltSensors) 指南针(Compasses) 5. 其它专用感应器(ProprioceptiveSensors) 电池量感应器(Battery-LevelSensing) 电流感应器(CurrentSensing) 磁力感应器(MagneticSensor) 烟幕感应器(SmokeDetector) 温度(Temperature)

工业机器人培训总结

工业机器人培训总结Revised on November 25, 2020

工业机器人培训总结 在信息科学技术飞速发展的今天，随着人力成本逐渐的上升，工业机器人逐渐取代人力成为流水线上行的“操作员”已成为必然趋势。 为此今年7月底至8月初广东三向培训学院面向全国广大技工院校教师组织了“工业机器人应用与维护”项目培训班。同时本人有幸被学院指派参加了此次培训。这次培训对于我个人而言，我认为这次培训班举办的非常有意义，非常有必要，因为它不仅让我充实了更多的理论知识，更让我开阔了视野，解放了思想。 本次培训班主要培训学习的内容是“工业机器人应用与维护”，分别学习了解瑞典的ABB和日本三菱的六轴机器人的软件使用，及一些典型的机器人轨迹运动、搬运、码垛及工件装配等基本编程操作技能。 工业是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据制定的原则纲领行动。机器人可以分为：娱乐性机器人，服务用机器人，工业用机器人。此次学习主要对工业机器人的编程软件进行了培训。在国外，机器人大约在20世纪50年代末就已经应用在工业生产中，但是在中国，只有少数几家大型企业有采用机器人操作。随着人口红利的逐渐下降，企业用工成本不断上涨，工业机器人正逐步走进公众的视野。有专家认为，

人口红利的持续消退，给机器人产业带来了重大的发展机遇；在国家政策支持下，产业有望迎来爆发期。 随着企业大量使用机器人也催生出大量需求的懂得组装操作和维修的人才，为此全国大多数职业院校都开办了相关专业，为广大企业培训相关人员。 这次培训班的学习，是我们每一个参训者都收益良多，一段在职教领域具有先进性和代表性的专业理论知识和技能操作的学习培训，给我们实实在在的专业提升。 通过这次培训，我不但夯实了理论基础，提高了专业技能，还与同行进行了交流，分享了教学经验，真实受益匪浅。进一步增强了自己对教学的责任心和责任感，从别的老师身上学到很多东西，包括他们对教学工作严谨负责的态度、精益求精的精神，以及他们宝贵的教学方法和教学经验。我也希望以后继续有机会接受这样的培训，以便更好地完成教学任务，更加努力地提高自己职教理论水平和专业技能素质，坚定不移地从事职业教育。 这段时间的学习、实践，使我更加清晰的看到了自身知识和能力的不足，作为一名青年教师，应该更加客观地去重新认识、评价自我，能让我们产生一种紧迫感和危机感，又激发了我们潜心思考自身的发展问题。不断地去提高自身素质，争当一名教学理念新、奉献精神强、师德高尚、有精湛专业技能的“双师型”素质的专业教师。增强以后适应社会、服务社会的能力，并更好地适应教学的需要，培养出更适应社会需要的人才。

关于机器人技术你必须知道的基本知识

关于机器人技术你必须知道的基本知识 机器人的历史并不算长，1959年美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人，机器人的历史才真正开始。德沃尔曾于1946年发明了一种系统，可以重演所记录的机器的运动。1954年，德沃尔又获得可编程机械手专利，1959年，英格伯格和德沃尔联手制造出第一台工业机器人。 机器人的分类 关于机器人如何分类，国际上没有制定统一的标准，有的按负载重量分，有的按控制方式分，有的按自由度分，有的按结构分，有的按应用领域分。一般的分类方式： 示教再现型机器人：通过引导或其它方式，先教会机器人动作，输入工作程序，机器人则自动重复进行作业。 数控型机器人：不必使机器人动作，通过数值、语言等对机器人进行示教，机器人根据示教后的信息进行作业。 感觉控制型机器人：利用传感器获取的信息控制机器人的动作。 适应控制型机器人：机器人能适应环境的变化，控制其自身的行动。 学**控制型机器人：机器人能体会工作的经验，具有一定的学**功能，并将所学的经验用于工作中。 智能机器人：以人工智能决定其行动的机器人。 我国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人。所谓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。而特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人， 包括：服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。在特种机器人中，有些分支发展很快，有独立成体系的趋势，如服务机器人、水下机器人、军用机器人、微操作机器人等。 目前，国际上的机器人学者，从应用环境出发将机器人也分为两类：制造环境下的工业机

有关机器人的基础知识

有关机器人的基础知识 综合知识2009-10-11 23:17:59 阅读703 评论0 字号：大中小订阅 第1章基础知识 1.1 引言 人们从一开始制作物品时，就有用各种方式制作机器人的想法，也许大家见到过有能工巧匠制作的能够模仿人类动作行为的机器，典型的例子是：在威尼斯的能准时敲响大钟的雕像和能重复运动的玩具。好莱坞的电影将这一愿望提升到了一个新的高度，他们制作的机器人其表演效果甚至超过真人。 尽管从原理上类人机器人是机器人，并具有与机器人相同的设计与控制原理，但本书主要研究工业用机械手型机器人。本书包含了一些研究机器人所必须的基础知识，提出了机器人力学（包括运动学和动力学）的分析方法，讨论了驱动器、传感器、视觉系统等用于机器人的基础部件。 机器人是当今工业的重要组成部分，他们能够精确地执行各种各样的人物和操作，并且无需人们工作时所需的安全措施和舒适的工作条件。然而，要使机器人很好的工作需要付出很大的努力和代价。在20世纪80年代中期从事机器人制造的公司现在大都已不复存在，只有一些生产工业机器人的公司（如Adept机器人公司，Staubli机器人公司，Fanuc机器人公司，北美公司等）尚在市场上保留一席之地。由于目前的机器人尚无法满足人们的较高期望，因此早期对机器人在工业中的使用预测一直未能实现。结果是，尽管有成千上万的机器人用于工业生产，但他们并没有在总体上替代操作工人，机器人只能用在适合使用他们的一些地方。相对于人类，机器人并非万能，他们某些工作能做，另外有些工作却不能做。如果按照期望的用途合理设计机器人，他们就会具有多种用途并经久不衰。 机器人学科覆盖许多不同领域。单独的机器人只有与其它装置，周边设备以及其他生产机械配合使用才能有效地发挥作用。他们通常集成为一个系统，该系统作为一个整体来完成任务或执行操作。本课也将讨论这些与机器人配合使用的外围设备及系统。 1.2 什么是机器人 图1.1 机器人与起重机的操作方法和设计方法非常类似。然而，起重机由操作人员来控制，而机器人由计算机控制。因此，通过简单修改计算机程序就可以使机器人实现不同的功能。（a）Kuhnezug车载起重机；(b)Fanuc S-500机器人在卡车上执行焊缝任务 如果将常规的机器人操作手与挂在多用车或牵引车上的起重机进行比较，可发现两者非常相似：它们都具有许多连杆，这些连杆通过关节依次连接，这些连杆由驱动器驱动（电机）。在上述两个系统中，操作机的“手”都能在空中运动，达到工作空间的任何位置，他们都能承载一定的负荷，并都用一个中央控制器控制驱动器。然而，它们一个称为机器人，另一个称为操作机（也就是起重机），两者最根本的不同是起重机是由人来控制驱动器，机器人操作手是由计算机编程控制。正是通过这一点可以区别一台设备到底是简单的操作机还是机器人。通常机器人设计成由计算机来控制，机器人的动作受计算机监控的控制器所控制，该控制器本身也运行某种类型的程序。程序改变，机器人的动作就会相应改变。我们希望一台设备能灵活地完成各种不同的工作而无需重新设计硬件装置。为此，机器人须设计成可以重复编程，通过改变程序来执行不同的任务（当然在能力限制范围以内）。简单的操作机（或者说起重机）除非一直由操作人员操作，否则无法做到这一点。 目前各国关于机器人的定义都各不相同。在美国标准中，只有易于再编程的装置才认为是机器人。因此，手动装置（比如一个多自由度的需要操作员来驱动的装置）或固定顺序机器人（例如有些装置由强制起停控制驱动器控制，其顺序是固定的并且很难更改）都不认为是机器人。

机器人操作安全

机器人安全操作规程 一．示教和手动机器人 1）严禁非专业培训人员手动操作机器人，非设备维护人员禁止更改机器人速度及坐标。 2）严禁操作者手套操作示教盘和操作盘。 3）如需要手动控制机器人时，应确保机器人动作范围内（无任何人员或障碍物）示教器线缆不能严重绕曲成麻花状和与硬物摩擦，以防内部线芯折断或裸漏。将速度由慢到快逐渐调整，采用较低的倍率速度以增加对机器人的控制安全，避免速度突变造成伤害或损失。 4）在按下示教盘上的点动键之前要考虑到机器人的运动趋势。5）要预先考虑好避让机器人的运动轨迹，并确认该线路不受干涉。 6）机器人周围区域必须清洁、无油，水及杂质等。 二．生产运行 1）在开机运行前，须知道机器人根据所编程序将要执行的全部任务。 2）须知道所有会左右机器人移动的开关、传感器和控制信号示、教器和控制柜位置和状态。 3）必须知道机器人控制器和外围控制设备上的紧急停止按钮的位置，准备在紧急情况下按这些按钮。 4）机器人动作速度较快，存在危险性，人员避免停留在机

器人装箱位置附近及护栏旁，所有操作人员一律不得接近机器人运动的轨迹，设备维护人员应负责维护工作。（严禁非培训人员进入机器人工作区域） 5）永远不要认为机器人没有移动其程序就已经完成。因为这时机器人很有可能是在等待让它继续移动的输入信号 6）中途短暂休息离开设备工作区域前负责人应按下停止按钮；中途长时间休息离开设备工作区域前负责人应停止机器人及真空泵（开工时先提前一分钟开启真空泵再复位机器人）。 7）严禁在控制柜内随便放置（配件、工具、杂物、安全帽等）以免影响到部分线路，造成设备的异常 8）严格遵守并执行机器的（日常维护） 三．操作者平时操作时应注意的事项： 1）打开机器人总开关后，必须先检查机器人在不在原点位置，如果不在，请手动跟踪机器人返到原点，严禁打开机器人总开关后，机器人不在原点时按启动按钮启动机器人。2）打开机器人总开关后，检查外部控制盒急停按钮、真空泵按钮有没有按下去，如果按下去了就先打上来，然后点亮示控制柜上的伺服灯，再去按启动按钮启动机器人，严禁打开机器总开关后，外部急停按钮按下去生效时，按启动按钮启动机器人。如果当外部急停按钮按下去生效时，按启动按钮启动机器人时，机器人会出现单步动，必须查找按下急停