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机器人技术及应用中国矿业大学徐海学院2023/9/5星期二

联系方式主讲教师李富强办公室嘉园408QQ电话邮箱30973861413003521055lifqcumt@126.com2/54

课程目的?本课程介绍了机器人的前沿技术和发展趋势，重点讲述了机器人的执行机构、驱动系统、控制系统和检测系统。?采用理论学习和实践并重的教学方法，着重培养学生的实际动手能力，通过熟悉机器人的开发流程与设计方法，使学生能够简易机器人制作的基本方法。此外在控制系统中增加了人工智能和路径规划等算法应用，使得基础较好的同学能够获得进一步的机器人设计的实践机会。3/54

学时分配课程属性：专业选修课总学时数：32课内学时：32讲课学时数：24实验学时数：8学分：24/54

课程大纲（约32学时）课次学时形式讲课讲课内容第1周第1周2机器人概述机器人本体设计2第2周第2周第3周第3周第4周第4周第5周第6周第6周第7周第8周第8周222222422422讲课讲课讲课机器人能源系统机器人驱动系统一机器人驱动系统二实验制作寻迹机器人底盘机器人控制系统讲课实验设计机器人控制器机器人传感器系统一机器人传感器系统二实验机器人传感器认知实验机器人控制策略及算法研究机器人各项赛事讲课讲课讲课讲课考试组装调试机器人5/54

开放性实验地点：嘉园204内容：学生可以单独或者合作（最多3人）完成一个简单的机器人案例，可从下面的命题中选取，也可自己设计题目。?竞步机器人；?趋光机器人；?避障机器人。6/54

考核方式和评分标准考核方式平时作业和表现（30%）+考试（70%）7/54

机器人基础机器人行业是二十一世纪最具有前景和挑战的行业.12348/54

1机器人的概念1.1机器人是什么？1.2机器人是什么样子的？1.3机器人谁先发明的？1.4为什么要发明机器人？9/54

机器人的概念10/54

1机器人的概念1）机器人是指南车.2）指南车是木头做的.3）指南车在我国黄帝期间就有了.4）指南车是为了满足指示方向用的.5）指南车首先应用于军事领域.11/54

机器人的概念12/54

1机器人的概念1）机器人是火星车.2）火星车是由合金、橡胶等材料做成的.3）火星车是当代遥控机器人的顶峰.4）火星车是为了探索火星地质用的.5）火星车首先应用于探索领域.13/54

机器人的概念14/54

1机器人的概念1）机器人是双足竞步机器人.2）竞步机器人是由铝合金等材料做成的.3）竞步机器人是当代类人机器人的先驱.4）竞步机器人是为了模仿人类行走设计的.5）我院的竞步机器人国内领先.15/54

机器人的概念16/54

1机器人的概念1）机器人是机械大狗.2）机械大狗由镁铝合金等材料做成的.3）机械大狗是柴油发动机驱动的.4）机械大狗是为了运输战时物资用的.5）火星车首先应用于军事领域.17/54

机器人的概念18/54

1机器人的概念1）机器人是骑车机器人.2）骑车机器人是由合金、橡胶等材料做成的.3）骑车机器人是当代控制领域的顶峰.4）骑车机器人是为了研究控制算法用的.5）骑车机器人首先应用于研究领域.19/54

1机器人的概念1.2机器人的共同点共同点：代替人进行工作；像人一样使用工具；由各种各样的复合材料制成；使用各种能源为系统驱动；20/54

1机器人的概念1.3机器人的定义1）美国机器人协会（RIA）定义：一种为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”21/54

1机器人的概念1.3机器人的定义2）日本机器人协会（JIRA）定义：“机器人就是任何高级的自动机械”22/54

1机器人的概念1.3机器人的定义3）中国机器人定义：机器人是可以自动执行工作的复杂的机电综合装置。机器人可接受人类指挥，也可以执行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。23/54

1机器人的概念1.3机器人的定义4）国际标准化组织（ISO）定义：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：“是一种为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”。24/54

1机器人的概念1.3机器人的定义现在，国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。一般说来，人们都可以接受这种说法，即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。25/54

1机器人的概念1.4机器人的发展史1)古代机器人机器人一词的出现和世界上第一台工业机器人的问世都是近几十年的事。然而人们对机器人的幻想与追求却已有3000多年的历史。人类希望制造一种像人一样的机器，以便代替人类完成各种工作。自希腊自动机写字机器人法国机器鸭西周伶人春秋木鸟记里鼓车木牛流马动机器玩偶指南车26/5