机器人的发展经历 机器 自动化机器 智能化机器 拟人机器
2.1 机器人定义
机器人是一个动态的概念，一般具有下列性质： 代替人进行工作：能像人一样使用工具和机械 (机床和汽车不行） 有通用性：根据工况进行作业变换（玩具不能) 可以直接对外发生作用：不仅能像计算机一样 进行计算，还能对外产生作用
1.3 机构学的研究内容（续）
2.机构运动学（研究机构中各构件尺度的影响） 运动学分析：已知机构尺寸和输入确定运动状态 位置分析 速度分析 加速度分析 精度分析 装配构型分析 奇异构型分析 分支、顺序、尺寸型优选 运动学综合: 已知输出要求确定机构尺寸（或输入，机 器人逆解） 位置综合（轨迹、函数、刚体导引） 速度、加速度综合 误差综合
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机器人机构学
褚金奎
参考教材: 机器人机构拓扑结构学
杨廷力
机械工业出版社，2004年3月
1.机构发展史
机构是人们在实践中发明的用于改造和适应自然的工 具—有了人就有了机构的创造. 最简单的机构—杠杠,门,栅栏,轮子等 机构的发展史就是人类的创造发明史、文明史 农业文明中机构的贡献有:马车,水车,纺车,风车（古）播 种机、收割机。 工业文明中机构的贡献:没有蒸气机为代表的一系列机 器的发明就没有工业文明。 机构学的诞生起源于1875德国学者勒洛(F.Reuleau)给机 构的定义 电器时代,信息时代（3.0）的到来对机构发明提出了新 的课题 网络化和智能化对机器又有进一步的要求（工业4.0）。
玩具机器人图片
玩具机器人
智能机器人图片
宇航和军用机器人
机器人士兵
勇气号火星机器人模型
中国研制的智能机器人
BHR-01仿人形机器人（2002年）
• 自由度
–腿部 –手臂 –手 –头
33
6 x 2 = 12 6 x 2 = 12 2 x 2 = 4 3
• 体重 • 身高：
75 公斤 1.6 米

2.2 机器人的种类（续）
根据机器人动作所基于的信息可分为： 操作机器人(遥控机器人) ：远距离遥控 （太空、核电站、防暴) ;基于微观显微 观察的机器人（纳米操作、细胞操作、 手术机器人等） 程序机器人：按预定的程序进行工作（上、 下料机器人）

2.3 机器人的种类（续）
示教再现机器人：示 教再现同盒式录放机 一样，把轨迹、动作 进行示教再现。 数值控制机器人：用 计算机控制机器人的 动作，轨迹规划是基 于计算而非示教。
2.2 机器人的种类
机器人的分类方法有许多，这里简单介绍三种 根据机器人可以代替人的不同器官可分为： 操作机器人：手 移动机器人：腿 视觉机器人：眼，等等 根据机器人的应用可分为 工业机器人：搬运、焊接、装配、喷漆、焊接、检测等 极限作业机器人：核电站、海底、宇宙空间等 娱乐机器人等：弹奏乐器、舞蹈、宠物等 福利机器人（助残机器人） 医疗机器人（手术机器人） 灾难救助机器人 体育类机器人等 军用机器人
美女机器人（2006年，中国科学 院北京自动化研究院）
身高１６８厘米 体重６０公斤 身着红色婚纱。“她” 的面部由玻璃钢材料 制成，嘴和眉毛是画 上去的，眼睛可以转 动还可以跟人配合跳 交谊舞。如果被人夸 奖：“你真漂 亮。”“她”会“微 笑”
发表论文





共发表论文一百伍拾篇，其中主要的论文有： （1）用快速傅立叶变换进行再现平面四杆机构连杆曲线的综合, 机械工 程学报, 1993年 第五期， 被苏联"机械制造材料与机械零件文献"收录 。 （2） Identification of Isomorphism Among Kinematic Chains and Inversions Using Link‘s Adjacent－Chain－Table ,Mechanism and Machine Theory , No.1, 1994， 被“SCI”收录 （3） Systemics of Assur Groups with multiple joints , ,Mechanism and Machine Theory， No.8 ,1998，被"SCI"收录 同时也被被"EI"收录 。 （4）Structural analysis of synthesis of Assur Groups with multiple joints ,机 械工程学报英文版,No.1,1992， （5） 齿轮连杆机构类型综合的研究，机械工程学报 ,No.3， 1996 （6）带有预定时标平面四杆刚体导引机构尺度综合的研究, 机械工程学 报，No.5， 1999 （7）四杆机构轨迹特性与机构尺寸型关系研究， 《中国科学》E辑中文 版,2004, 34卷第7期，p1-9. （8）Study of Relationship between Coupler Curve Properties of 4-bar Linkages and Its Dimensional Types, SCIENCE IN CHINA（Series E ）, 2004, 47(4)
2. 机器人发展史
科幻作品 20年 robot :捷克作家卡雷尔.查培克（Kapel Capek) 人造劳动者 60年代实用化的机器人，区别、工业机器人（操作手）； 70年代机器人的概念才被确认，出现了机器人学； 80年代工业机器人大量应用，出现了大量的移动机器人研究（步行机、 月球车）； 90年代出现了智能机器人的概念，医用机器人出现在临床，移动机器 人开始应用； 20世纪末出现了大量的智能机器人比赛和智能机器人模型、助残机器 人； 可以预见的未来、21世纪机器人将走入我们的生活，成为我们生活中不可缺 少的一部分。
发表论文



(9）Stephenson六杆机构可动性研究，机械工程学报，No.11, 2004 (10） 电热驱动镍微夹钳的设计及制作，机械工程学报， No.5 ,2007 (11)Rapid Nonlinear Analysis for Electrothermal Microgripper Using Reduced Order Model Based on Krylov Subspace，International Journal of Nonlinear Sciences and Numerical Simulation, Vol. 9, No. 4, 2008,P333-338，期刊影响因子: 5.099 (12)Fourier Method to Function Synthesis of RCCC Mechanism， Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C, Journal of Mechanical Engineering Science，Vol.222，2008，DOI: 10.1243/09544062JMES1091，期刊影响因子：0.329 (13)Construction and performance test of a novel polarization sensor for navigation，Sensors & Actuators: A. Physical，DOI information: 10.1016/j.sna.2008.07.016,2008，Vol.148，P75-82,2008，期刊影响 因子：1.348。
自我介绍


名字：褚金奎 主要学术经历： 2002.5-至今:大连理工大学 机械工程学院教授、博士生导师 2001.10-2002.4:日本国 东北大学工学部 机械智能工学科 客座教授 1998.7-2002.10：西安理工大学、机械与精密仪器学院机械学专业 教授、博士生导师 1997.5-1998.6 : 西安理工大学、机械与精密仪器学院机械学专业 教授 1996.10-1997.4 : 日本国 山形大学机械工学部 机械系统工学科 研 究员 1996.7-1996.10 : 日本国 近畿大学 理工学部 机械工学科 高级访问 学者 1989.4-1992.10： 在北京航空航天大学机器人研究所攻读博士学 位 主要研究方向：机构学，机器人，实体造型与运动方针，MEMS
主要学术成果
Nhomakorabea

科研成果及所受奖励: 2015入选大连市科技领军人才 2105 国家技术发明二等奖 2004教育部新世纪优秀人才支持项目获得者 2003入选辽宁省千百万人才工程 1995年评为机械工业部部级优秀青年科技专家， 1996年项目《机构结构的拓扑特征、尺度特征及动力学模型的研 究》获得教育部科技进步（甲类）二等奖 1997年评为机械工业部部级学术骨干 1999年项目《以序单开链为基本单元的机械系统新理论研究》获 得教育部科技进步（甲类）二等奖 2000年项目《齿轮连杆机构结构及运动学的基本理论及新方法的 研究》获得山东省科技进步奖三等奖
1.3 机构学的研究内容（续）
3.机构动力学的研究内容（机构中质量分布、阻尼特性、材料特性、几何特 性对机构性能的影响） 动力学分析 动态静力分析: 已知机构的运动状态及外力确定机构及构件上惯性力、力 矩、平衡力、力矩、驱动力、及支反力、应力、应变等 动力学分析：已知机构的所受的外力，确定机构的运动状态（牛顿第二 定律、拉格朗日方程、凯恩方程） 结构动力学分析：已知机构的运动及受力，确定机构的响应、振型、固 有频率、噪音、可靠性、寿命、稳定性等 动力学综合 已知机构的动力学性能要求，确定机构的动力学参数 （质量分布、阻尼 分布、几何特性、材料特性） 常见的动力学要求：惯性力、力矩、支反力、许用应力、应变、振动频 率、寿命等 动力学涉及的内容很多，很多内容都有专门的学科进行研究