第0讲(机器人课程简介)20121103

1、机器人机器人课程简介课程简介张建瓴机器人机器人课程说明课程说明现代化即意味着自动化。现代化即意味着自动化。自动化水平的高低往往表现在机器人水平上面，以及自动化水平的高低往往表现在机器人水平上面，以及机器人的使用范围和程度。机器人的使用范围和程度。机器人集中了机械工程、电子技术、机器人集中了机械工程、电子技术、计算机技术、自动控制原理以及人工计算机技术、自动控制原理以及人工智能等多学科的最新研究成果，代表智能等多学科的最新研究成果，代表了机电一体化的最高成就，是当代科了机电一体化的最高成就，是当代科学技术发展最活跃的领域之一。学技术发展最活跃的领域之一。机器人的研究内容机器人的研究内容课程说明课

2、程说明机器人的研究内容非常的广泛，内容包括：机器人的研究内容非常的广泛，内容包括：（1 1）在学科内容上，包含机械、电子、控制等学科；）在学科内容上，包含机械、电子、控制等学科；（2 2）从机器人本身构成上分：硬件部分和软件部分；）从机器人本身构成上分：硬件部分和软件部分；（3 3）从机器人的类型上分：串联机器人和并联机器人）从机器人的类型上分：串联机器人和并联机器人等；等；（4 4）从应用方面分：工业机器人、服务机器人、军用）从应用方面分：工业机器人、服务机器人、军用机器人等机器人等工业机器人工业机器人课程说明课程说明目的：目的：了解工业机器人的各部分结构组成及其原理；了解工业机器人的各部分

3、结构组成及其原理；熟悉工业机器人的运动学、动力学的基本分析方法；熟悉工业机器人的运动学、动力学的基本分析方法；能够对简单的工业机器人进行动力学分析；了解工业能够对简单的工业机器人进行动力学分析；了解工业机器人的控制原理和控制方法。机器人的控制原理和控制方法。内容：内容：坐标变换（难点）；运动学方程的建立与求解；坐标变换（难点）；运动学方程的建立与求解；动力学方程的建立方法（难点）；机器人雅可比矩阵动力学方程的建立方法（难点）；机器人雅可比矩阵的计算（难点）；驱动与传动部分；传感部分；机器的计算（难点）；驱动与传动部分；传感部分；机器人控制方法。人控制方法。机器人学机器人学课程说明课程说明目的：

4、目的：了解各种机器人的构造及原理；熟悉机器人的了解各种机器人的构造及原理；熟悉机器人的运动学、动力学的基本分析方法；了解机器人的基本运动学、动力学的基本分析方法；了解机器人的基本控制原理和控制方法。控制原理和控制方法。内容：内容：坐标变换（难点）；运动学方程的建立与求解；坐标变换（难点）；运动学方程的建立与求解；动力学方程的建立方法（难点）；机器人雅可比矩阵动力学方程的建立方法（难点）；机器人雅可比矩阵的计算（难点）；驱动与传动部分；传感部分；机器的计算（难点）；驱动与传动部分；传感部分；机器人控制方法（控制框图）。人控制方法（控制框图）。课程重点课程重点内容内容第一章第一章 引论引论1、坐标

5、变换、坐标变换是机器人学的数学基础，包括：是机器人学的数学基础，包括：（1）刚体位置描述；方位描述；手爪的描述；刚体位置描述；方位描述；手爪的描述；（2 2）坐标平移；坐标旋转；复合坐标变换；）坐标平移；坐标旋转；复合坐标变换；（3 3）直角坐标和齐次坐标；齐次坐标变换。）直角坐标和齐次坐标；齐次坐标变换。2 2、（工业）机器人、（工业）机器人运动学方程运动学方程第一章第一章 引论引论机器人运动方程的表示与求解：机器人运动方程的表示与求解：（1）机械手运动姿态、方向角、运动位置和坐标的运）机械手运动姿态、方向角、运动位置和坐标的运动方程，以及连杆变换矩阵的表示；动方程，以及连杆变换矩阵的表示；

6、（2）运动方程的求解；）运动方程的求解；（3）机器人的微分运动及其雅可比矩阵。）机器人的微分运动及其雅可比矩阵。这些内容是研究机器人动力学和控制所必不可少的基础。这些内容是研究机器人动力学和控制所必不可少的基础。3、机器人动力学方程、机器人动力学方程第一章第一章 引论引论机器人动力学方程：机器人动力学方程：（1）机械手动力学方程的两种求法：拉格朗日功能平）机械手动力学方程的两种求法：拉格朗日功能平衡法和牛顿衡法和牛顿欧拉动态平衡法欧拉动态平衡法（2）在着重分析二连杆机械手的基础上，总结出建立）在着重分析二连杆机械手的基础上，总结出建立拉格朗日方程的步骤；拉格朗日方程的步骤；机器人动力学问题的研究，对于快速运动的机器人及其机器人动力学问题的研究，对于快速运动的机器人及其控制具有特别重要的意义。控制具有特别重要的意义。4 4、机器人控制技术、机器人控制技术课程说明课程说明1 1、机器人的控制是控制什么的？、机器