机器人技术基础详解

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仿真，MEMS，MEMS微能源,微传感器和执行器.学术成果科研成果及所受奖励:2015入选大连市科技领军人才2015国家技术发明二等奖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2004辽宁省千百人才工程2005教育部新世纪优秀人才支持计划发表论文共发表论文一百六十余篇，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）IdentificationofIsomorphismAmongKinematicChainsandInversionsUsingLink‘sAdjacent－Chain－Table,MechanismandMachineTheory,No.1,1994，被“SCI”收录（3）SystemicsofAssurGroupswithmultiplejoints,,MechanismandMachineTheory，No.8,1998，被SCI收录同时也被被EI收录。（4）StructuralanalysisofsynthesisofAssurGroupswithmultiplejoints,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）StudyofRelationshipbetweenCouplerCurvePropertiesof4-barLinkagesandItsDimensionalTypes,SCIENCEINCHINA（SeriesE）,2004,47(4)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)RapidNonlinearAnalysisforElectrothermalMicrogripperUsingReducedOrderModelBasedonKrylovSubspace，InternationalJournalofNonlinearSciencesandNumericalSimulation,Vol.9,No.4,2008,P333-338，期刊影响因子:5.099(12)FourierMethodtoFunctionSynthesisofRCCCMechanism，ProceedingsoftheInstitutionofMechanicalEngineers,PartC,JournalofMechanicalEngineeringScience，Vol.222，2008，DOI:10.1243/09544062JMES1091，期刊影响因子：0.329(13)Constructionandperformancetestofanovelpolarizationsensorfornavigation，Sensors&Actuators:A.Physical，DOIinformation:10.1016/j.sna.2008.07.016,2008，Vol.148，P75-82,2008，期刊影响因子：1.348。MechanicalcharacterizationofthermalSiO2micro-beamsthroughtensiletesting，JOURNALOFMICROMECHANICSANDMICROENGINEERING卷:19期:9文献编号:095020Researchofradioisotopemicrobatterybasedonbeta-radio-voltaiceffect，OURNALOFMICRO-NANOLITHOGRAPHYMEMSANDMOEMS卷:8期:2文献编号:021180，APR-JUN2009（SCI影响因子1.067）Fourierseriesrepresentationofthecouplercurvesofspatiallinkages，APPLIEDMATHEMATICALMODELLING卷:34期:5页:1396-1403出版年:MAY2010（SCI影响因子0.931）Numericalatlasmethodforpathgenerationofsphericalfour-barmechanismMECHANISMANDMACHINETHEORY，1February2010（SCI影响因子1.437）Largeareamoldfabricationforthenanoimprintlithographyusingelectronbeamlithography，SCIENCEINCHINASERIESE-TECHNOLOGICALSCIENCES卷:53期:1特刊:Sp.Iss.SI页:248-252出版年:JAN2010（SCI影响因子0.495）Mechanicalcharacterizationofpost-buckledmicro-bridgebeamsbymicro-tensiletesting，MICROSYSTEMTECHNOLOGIES-MICRO-ANDNANOSYSTEMS-INFORMATIONSTORAGEANDPROCESSINGSYSTEMS卷:16期:3页:375-380出版年:MAR2010（SCI影响因子1.229）Avisualattentionmodelforrobotobjecttracking，InternationalJournalofAutomationandComputing,v7,n1,p39-46,February2010Language:EnglishMicromachiningprocessingof3Dmicrotensilespecimensbasedoninductivelycoupledplasmaetching，JournalofMechanicalEngineering,v46,n1,p182-186,January5,2010Language:Chinese联系方式电话：84706108（o)Email:[e-mail]机械学院2号楼212室，微系统中心机器人技术基础《机器人工程》（日）白井良明（薄、精、新）（易教、易学）主要内容第一章：机器人学引论第二章：机械手的运动第三章：机械手的控制第四章：机器人的感觉第五章：环境的识别第六章：移动和机构的控制第七章：机器人智能化第一章机器人学引论机器人的发展历史什么是机器人机器人的种类机器人学有什么用处咋样学习机器人学§1.1机器人发展史科幻作品20年代robot:捷克作家卡雷尔.查培克（KapelCapek)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、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。比尔盖茨曾预言下一个能像互联网一样影响人类的技术就是机器人什么是机器人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§1.2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根据机器人的应用领域可分为工业机器人：搬运、焊接、装配、喷漆、上下料、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、宠物等服务机器人：服务行业用机器人，家用机器人，销售机器人（自动售货机，取款机、售票机）、机器人模特福利机器人（助残机器人）医疗机器人（手术机器人，达芬奇机器人，植牙机器人）灾难救助机器人体育类机器人（发球机器人，乒乓球机器人…）具有军事用途的机器人：防爆、无人飞机、无人战车机器智能的研究进展出现了拟人机器人等机器人的种类根据机器人动作所基于的控制信息可分为：操纵机器人(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）机器人的种类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。机器人的种类智能机器人：不仅可以完成预定的工作，还可以根据工作的状况进行相应的动作转换。通常情况下，机器人的信息控制方式都不是一种，混合控制的情况比较普遍。（火星探险车）§1.3机器人学的用处机器人的典型功能（用途）：节省劳动力；进行极限作业；用于医疗、福利、服务；与人协调作业（助手)；制作宠物军事用途机器人的基本机能(组成)：对外界产生作用：相当于人的手和腿（执行器)获取外界信息:相当于人的感觉器官(传感器）规划作业：相当于人的大脑（控制器）机器人学的用处机器人学真正的用途（目的）可简述如下:与机器人直接有关的用途了解和掌握机器人的设计、制作、及应用的过程。与机械的机器人化有关的用途机器人的自动化、环境适应化激发了人们对机械机器人化的强大需求（自动生产线、自动小车、无人机、智能农业)(自动化、无人化、网络化、智能化)机器人学的用处基础技术的用途在机器人学中学到的一些技术可以广泛地应用于很多领域。如：机器人中的力觉传感器用于柔性自动装配。机器人学中的视觉研究可用于图像处理和传输机器人学中的作业规划可用于生产计划的自动设计。§1.4咋样学习机器人学机器人学是一个工程学科而不是一个表象学科，因此除了学习基本理论方法之外，关键就是要实践，只有通过实践才能提高自己的能力。实践过程中，应该不怕失败，好的设计只有通过多次失败才能得到，对一个要求答案不会是一个。应善于把学到的知识应用于机械的机器人化方面的工作，提高整个装备制造业的水平和改善人们的生活水准。机器人图片安川机器人Scalar机器人国产机器人玩具机器人图片玩具机器人图片宠物机器人宇航和军用机器人机器人士兵勇气号火星机器人模型军用机器人侦察机器人（英）排雷机器人（美）机器战士（美）智能机器人图片中国研制的智能机器人BHR-01仿人形机器人（