使用ROS和Python实现的机械手臂操控指南 - 详解robot机械手操作教程

智能机器人导论第一讲 机器人介绍

山东大学本科课程智能机器人导论课程（控制学院的lz老师）电子版笔记

文章目录

• 智能机器人导论第一讲 机器人介绍

• 1.1 定义
• 1.2 类型
• 1.3 智能机器人特点
• 1.4 智能机器人发展现状与趋势
• 1.5 智能机器人三原则
• 1.6 机器人介绍
• 1.7 机器人系统

1.1 定义

百度百科

机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作，例如生产领域、建筑业，或是危险领域的工作。

联合国标准化组织采纳了美国机器人产业协会给机器人下的定义

一种可编程和多功能的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可用电脑改变和可编程动作的专门系统。

1.2 类型

1. 工业机器人

面向工业领域的多关节机械手或多*度机器人。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人工智能技术制定的原则纲领行动。

移动机器人（AGV）比如搬运机器人，点焊机器人等。

2. 智能机器人

1.3 智能机器人特点

智能机器人具备的能力

• 感知环境的能力
• 执行某种任务并对环境施加影响的能力
• 把感知与行动联合起来的能力

智能机器人与工业机器人的区别即在于智能机器人具有感知功能与识别、判断和规划功能

1.4 智能机器人发展现状与趋势

智能机器人研究的两个核心问题

1. 提高智能机器人自主性
2. 提高智能机器人适应性

智能机器人涉及的关键技术

• 多传感信息耦合技术
• 路径规划技术
• 机器人视觉技术
• 智能控制技术
• 人机接口技术

智能机器人发展趋势

• 面向任务
• 传感器技术和集成技术
• 机器人网络化
• 智能控制中的软计算
• 机器学习
• 智能人机接口

1.5 智能机器人三原则

第一定律：机器人不得伤害人类个体，或者目睹人类个体将遭受危险而袖手不管

第二定律：机器人必须服从人给予它的命令，当该命令与第一定律冲突时例外

第三定律：机器人在不违反第一、第二定律的情况下要尽可能保护自己的生存

1.6 机器人介绍

为什么使用工业机器人？

• 减少成本
• 提高生产力、提高质量
• 能够在恶劣环境下工作
• 没有罢工行为
• 可以做CAD（计算机辅助设计）和机器人集成

机器人表现：

• 好的方面：位置控制
• 差的方面：视觉、力反馈控制、NLP等

1.7 机器人系统

1. Arm(机械臂)

• 3，4，5，6或者多余的爪子
• 大部分是3轴6*度型

2. Joint(关节)：

• 旋转型
• 平移型

3. Actuator(执行机构)

• 电马达、液压传动装置适用于要求力比较大的机械臂
• 气压传动装置，比较便宜，仿人型

4. Drive(驱动)

• 直接驱动，齿轮、皮带型

5. Internal sensors(传感器)

• 位置评估
• 转速表（不一定是真实的表的样子）

三部分：感受器（传感器）、控制器、执行机构