工业机器人绪论汇总.
★第一代:“示教再现”机器人:即由人“教”机器人的运动轨迹、停留点位、
8
三、工业机器人的性能指标
1、自由度 自由度是表示机器人灵活程度的尺度,意味着独立的单独运动 的个数。
9
三维空间的无约束物体,可以做平行于X、Y、Z的平移运动,还
可以围绕各坐标轴作旋转运动,所以与位臵有关的有三个自由度, 与姿态有关的也有三个自由度,共六个自由度。也就是说,要任 意操纵空间某物体的位姿,至少需要六个自由度。 (1) 常用的工业机器人的自由度不超过6个,6个以上自由度的机 器人没有唯一解。超出6个自由度以外的自由度称为机器人的冗 余自由度。
4
现代机器人的发展历史
二战期间(1938-1945)
由于核工业和军事工业的发展,研制了 “遥控操纵器”主要用于放射性材 料的生产和处理过程。 1947年,对这种较简单的机械装臵进行了改进,采用电动伺服方式,使其 从动部分能跟随主动部分运动,称为“主从机械手”。
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
美国人George C. Devol设计制作了世界上第一台机器人实验装臵,并发表 了题为《适用于重复作业的通用性工业机器人》的文章。
6
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。
(2) 机器人的末端执行器不计入计算范围; (3) 关节有时是一个受限的自由度,这时计做0.5个自由度;
(4) 大多工业机器人的自由度均小于6。
10
2、重复精度(变化性) 是指如果动作重复多次,机器人到达同样位臵的精确程度。 3、运动范围 是指机器人在其工作区域内可以达到的最大距离。 4、精度(正确性) 是指机器人到达指定点的精确程度,它与驱动器的分辨率以及 反馈装臵有关。 5、负荷能力 是指机器人在满足其它性能要求的情况下,能够承载的负荷重 量。
2014年02月
1
“机器人”名称的由来:
1920年,捷克作家在剧本中塑造了一个具有人的 外表、特征和功能,并且愿意为人服务的机器奴 仆“Robota”。
2
一、机器人的发展历史
古代“机器人”——现代机器人的雏形 人类对机器人的幻想与追求已有3000多年的历史 1、西周时期,能工巧匠偃师研制出的歌舞艺人,是我国最早记载的机器人。 2、春秋后期,据《墨经》记载,鲁班造过一只木鸟,能在空中飞行“三日不 下” 。 3、公元前2世纪,古希腊人发明了最原始的机器人──太罗斯,它是以水、空气 和蒸汽压力为动力的会动的青铜雕像,它可以自己开门,还可以借助蒸汽唱歌。
7
二、机器人发展的进程
机器人的发展大概经历了“三代”
停留时间等等,然后机器人依照人教给的行为重复以上的运动,即所谓的 “再现”。比如喷漆机器人。 ★第二代:带有一定的能对环境感知的装臵,通过反馈控制,使得机器人能在 一定程度上适应变化的环境。比如焊接机器人,以及在其上应用的焊缝跟踪 技术。 ★第三代:机器人具有发现问题,并能自主地解决问题的能力,亦即具有一定 的智能。比如日本出现的高科技机器人,具有比较完备传感、推理以及判断 决策的功能。
经历了40多年的发展,机器人技术逐步形成了一门新的综合性学 科 — 机器人学(Robotics)
它包括有基础研究和应用研究两个方面
主要研究内容有: (1) 机械手设计; (2) 机器人运动学、动力学和控制;
(3) 轨迹设计和路径规划;
(5) 机器人视觉;
(4) 传感器;
(6) 机器人控制方式。
4、1800年前的汉代,大科学家张衡不仅发明了地动仪,而且发明了计里鼓车,
计里鼓车每行一里,车上木人击鼓一下,每行十里击钟一下。
3
1 、后汉三国时期,蜀国丞相诸葛亮成功地创造出了“木牛流 马”,并用其在崎岖的山路中运送军粮,支援前方战争。
2、1662年,日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶, 并在大阪演出。11五、机器人的工作原理
1、“示教再现”方式:即通过人教机械手如何动作,控制器将示教过程记忆下来,然后 机器人就按照记忆周而复始地重复示教动作,如喷涂机器人。
2、“可编程控制”方式:工作人员事先根据机器人的工作任务和运动轨迹编制控制程序, 然后将控制程序输入给机器人的控制器,起动控制程序,机器人就按照程序所规定的 动作一步一步地去完成,如果任务变更,只要修改或重新编写控制程序,非常灵活方 便。大多数工业机器人都是按照前两种方式工作的。
5
60年代 机器人产品正式问世,机器人技术开始形成
1960 年美国“联合控制公司”根据 Devol的专利技术,研制出第一台真正 意 义 上 的 工 业 机 器 人 , 并 成 立 了 Unimation 公 司 , 开 始 定 型 生 产 名 为 Unimate的工业机器人。 两年后,美国“机床与铸造公司”也生产了另一种可编程工业机器人 Versatran。
70年代 机器人技术发展成为专门学科
机器人产业得到蓬勃发展,机器人技术发展成为专门学科,称之为机器人 学(Robotics)。
机器人的应用领域进一步扩大,不同的应用场所,导致了各种坐标系统、 各种结构的机器人相继出现,大规模集成电路和计算机技术飞跃发展使机 器人的控制性能大大提高,成本不断下降。
3、1738年,法国天才技师杰克 · 戴· 瓦克逊发明了一只机器鸭, 它会嘎嘎叫,会游泳和喝水。
4 、 1773 年,著名的瑞士钟表匠杰克 · 道罗斯和他的儿子利 · 路 易· 道罗斯制造出自动书写玩偶、自动演奏玩偶等,在欧洲风 靡一时。 5 、 1927 年,美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人 “电报箱”,并在纽约举行的世界博览会上展出,它是一个 电动机器人,装有无线电发报机,可以回答一些问题,但该 机器人不能走动。