智能机器人制作与程序设计(第一讲)

智能机器人制作与程序设计(第一讲)第一页，共58页。序号学习单元学时1前言机器人发展的现状与意义12第一章走进机器人世界13第二章机器人的结构组成44第三章机器人制作与程序设计案例185第四章3D打印技术在机器人中的应用36考核实操：机器人制作与编程3总计30第二页，共58页。第三页，共58页。第四页，共58页。第五页，共58页。第六页，共58页。第七页，共58页。第八页，共58页。第九页，共58页。第十页，共58页。第十一页，共58页。第十二页，共58页。第十三页，共58页。知识导图第十四页，共58页。第十五页，共58页。一、机器人的概念联合国标准化组织采纳了美国机器人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。”中国的科学家们把机器人定义为：“机器人是一种自动化的机器，而且其具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。”第十六页，共58页。二、“机器人”的由来

1920年捷克作家卡雷尔·恰佩克发表了科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》。在剧本中，卡佩克把捷克语“Robota”（捷克文，原意为“奴隶、劳役、苦工”）写成了“Robot”（译成中文为“机器人”）。该剧预告了机器人的发展对人类社会的悲剧性影响，引起了大家的广泛关注，被当成了机器人一词的起源。第十七页，共58页。三、机器人的发展古代机器人：西周时期，中国的能工巧匠偃师用动物皮、木头、树脂制出了能歌善舞的伶人，这是中国最早记载的木头机器人雏形。后汉三国时期，蜀国丞相诸葛亮成功地创造出了“木牛流马”的机器人，并用其运送军粮，支援前方战争。现代机器人：1959年第一台工业机器人（可编程、圆坐标）在美国诞生，是由英格伯格和德沃尔联手制造出来的。根据机器人的发展进程，通常把它分为三代：第一代的机器人是一种“遥控操作器”。第二代的机器人是一种按人事先编好的程序对机器人进行控制，使其自动重复完成某种操作的方式。第三代机器人是智能机器人，它是利用通过各种传感器、测量器等来获取环境的信息，然后利用人工智能技术进行识别、理解、推理，并最后作出规划决策，能自主行动、实现预定目标的高级机器人。第十八页，共58页。四、机器人的分类我国机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两大类，工业机器人和特种机器人。（一）工业机器人所谓工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。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。第十九页，共58页。喷漆工业机器人焊接工业机器人

各种各样的机器人第二十页，共58页。

（二）特钟机器人特种机器人集当代众多高技术于一身，目前重点研究的特种机器人有服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、类人仿真机器人等。将在航空航天、能源、交通、海洋、生物、医疗、服务、农业、军事、娱乐和教育等领域具有非常广阔的应用前景。第二十一页，共58页。腾讯Qrobot机器人通过话筒与机器人对话机器狗随主人手势而翩翩起舞仿真美女智能机器人穿着时尚会哭会笑各种各样的机器人第二十二页，共58页。“玉兔号”月球车机器人“乐队”警卫机器人“蛟龙号”载人深潜器

各种各样的机器人第二十三页，共58页。医用机器人智能机器人“ASIMO”可识别脸形和声音的家用机器人又唱又跳的机器人军用机器人农业机器人各种各样的机器人第二十四页，共58页。第二十五页，共58页。第二十六页，共58页。第二十七页，共58页。人形机器人灭火机器人足球机器人NXT篮牙机器人创意机器人VEX机器人三、国内常用的教育机器人第二十八页，共58页。第二十九页，共58页。第三十页，共58页。

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机器人资源网站第三十一页，共58页。第三十二页，共58页。知识导图第三十三页，共58页。第三十四页，共58页。控制系统人机交互系统机械系统驱动系统感知系统机与环境交互系统智能控制部分动作执行部分感知反馈部分机器人的硬件结构第三十五页，共58页。机器人的硬件结构

机器人的外貌有的像人，有的却并不具有人的模样，但其组成与人很相似。智能控制部分是一个微电脑控制器，它是机器人的指挥中心，相当于人脑或中枢神经，它能控制机器人各部位协调动作，是人与机器人沟通的工具，可根据外界的环境变化、灵活变更机器人的动作。感知反馈部分是机器人自身与外部环境传递变化信息的感觉器官，传感器相当于人的眼、耳、口、皮肤等，它包括内传感器和外传感器。动作执行部分包括机械手和移动机构，机械手相当于人手一样，可完成各种动作；移动机构相当于人的脚，机器人靠它来“走路”。第三十六页，共58页。第三十七页，共58页。第三十八页，共58页。第三十九页，共58页。第四十页，共58页。第四十一页，共58页。第四十二页，共58页。第四十三页，共58页。第四十四页，共58页。第四十五页，共58页。第四十六页，共58页。第四十七页，共58页。第四十八页，共58页。