《机器人技术基础》课程说明.ppt
机器人技术基础课程说明,任课老师：陶卫军（）,专业选修课系列,2,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；,3,参考教材,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,4,课程内容(重点，难点),1 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,5,课程内容(重点，难点),2 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 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,6,课程内容(重点，难点),3 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,7,课程内容(重点，难点),4 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,8,课程内容(重点，难点),5 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,9,课程内容(重点，难点),6 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 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,10,课程内容(重点，难点),7 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 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,
