《机器人技术基础》课程说明).ppt

机器人技术基础机器人技术基础课程说明课程说明任课老师：陶卫军任课老师：陶卫军 （1367517302313675173023）专业选修课系列教学目标课程性质：专业选修课（32学时左右）教学目标：掌握机器人基本原理与概念；掌握机器人机构学与运动学；了解机器人常用传感器与控制方法；了解国内外机器人研究动向与发展趋势；2参考教材参考教材：机器人技术基础 熊有伦，华中理工大学出版社，1996 机器人学 蔡自新，清华大学出版社，2000 机器人技术及其应用 谢存禧，机械工业出版社，2005 机器人工程基础 张伯鹏，机械工业出版社 考核方式：开卷考试+小论文3课程内容(重点，难点)1 1 概论概论1.1 机器人的概念和发展历史1.1.1机器人的概念1.1.2 机器人的发展历史1.2 机器人分类1.2.1 机器人分类1.2.2 机器人的名词术语及图形符号1.3 机器人的应用1.3.1 机器人在现代工业生产中的应用1.3.2 机器人在宇宙和海洋开发中的应用1.3.3 机器人在军事上的应用1.3.4 机器人在农牧业、建筑业、矿业及医疗福利事业中的应用1.3.5 微型机器人的开发和应用1.4 仿人形机器人的研究1.5 机器人技术的新进展1.6 我国机器人学的发展战略1.6.1 我国机器人研究的现状和取得的成果1.6.2 我国机器人应用和发展前景4课程内容(重点，难点)2 2 机器人机构机器人机构2.1 概述2.1.1 机器人机构类型2.1.2 机器人机构运动形式和自由度2.1.3 机器人工作空间2.2 机身和臂部机构2.2.1 机身和臂部的作用2.2.2 机身和臂部设计的特点2.2.3 机身和臂部的形式2.3 手腕和末端执行器机构2.3.1 手腕部机构特点和组合灵活度2.3.2 手腕部结构形式2.3.3 末端执行器2.4 行走机构2.4.1 车轮型移动机构的结构和运动2.4.2 履带式移动机构2.4.3 步行机器人机构2.5 机器人的驱动和传动机构2.5.1 机器人驱动机构的主要类型和特点2.5.2 常用传动机构的类型和特点2.5.3 谐波传动装置2.5.4 RV摆线针轮传动装置5课程内容(重点，难点)3 3 位姿描述和齐次变换位姿描述和齐次变换3.1 刚体位姿描述和坐标变换3.1.1 位置的描述和坐标平移3.1.2 姿态的描述和坐标旋转3.1.3 位姿描述和坐标变换3.2 齐次坐标和齐次变换3.2.1 齐次坐标3.2.2 齐次变换矩阵3.2.3 齐次变换矩阵的物理解释3.3 齐次变换矩阵的运算和变换方程3.3.1 齐次变换矩阵的相乘3.3.2 齐次变换矩阵求逆3.3.3 变换方程6课程内容(重点，难点)4 4 机器人运动学和动力学机器人运动学和动力学4.1 建立机器人连杆坐标系4.1.1 连杆参数和关节参数4.1.2 连杆坐标系、齐次矩阵表示法4.2 机器人运动学方程4.2.1 运动学方程的建立4.2.2 运动学方程反解4.2.3 运动学反解的讨论4.3 机器人的雅可比矩阵4.3.1 微分运动和广义速度4.3.2 雅可比矩阵的定义和构造法4.4 机器人动力学4.4.1 概述4.4.2 动力学方程简介7课程内容(重点，难点)5 5 机器人视觉和传感技术机器人视觉和传感技术5.1 机器人视觉5.1.1 概述5.1.2 机器人视觉系统的组成5.1.3 视觉图象的处理5.2 机器人传感器5.2.1 内部传感器5.2.2 外部传感器5.3 机器人传感器的发展趋势5.4 多传感器信息融合8课程内容(重点，难点)6 6 机器人控制机器人控制6.1 概述6.1.1 机器人控制系统的特点6.1.2 机器人控制方式6.1.3 机器人控制的基本单元6.1.3机器人示教编程方式6.2 单关节机器人的控制6.2.1 单关节的线性模型和控制6.2.2 单关节稳态误差6.2.3 摩擦力和重力补偿6.3 多关节机器人的控制方法6.3.1 传感器反馈控制6.3.2 记忆修正控制6.3.3 自适应控制6.4 机器人的柔顺控制 6.4.1柔顺运动的基本概念 6.4.2 主动阻抗控制 6.4.3 力和位置混合控制 6.4.4 柔顺运动的位移和力混合控制6.5 机器人的分解运动控制 6.5.1 分解运动控制原理 6.5.1 分解运动速度控制 6.5.1 分解运动加速度控制 6.5.1 分解运动力控制9课程内容(重点，难点)7 7 机器人语言和离线编程机器人语言和离线编程7.1 概述7.2 机器人编程语言的类型7.2.1 动作级编程语言7.2.2 对象级编程语言7.2.3 任务级编程语言7.3 机器人语言系统结构和基本功能7.3.1 机器人语言系统结构7.3.2 机器人编程语言的基本功能7.4 常用的机器人编程语言7.4.1 VAL语言7.4.2 SIGLA语言 7.4.3 IML语言7.4.4 AL语言7.5 机器人的离线编程7.5.1机器人离线编程的特点和主要内容7.5.2 机器人离线编程系统的结构8 8 仿真技术与机器人应用工程仿真技术与机器人应用工程8.1 机器人CAD技术和仿真8.1.1 机器人CAD技术8.1.2 机器人CAD系统的实例8.2 机器人应用工程10