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工业机器人技术课程总结()

工业机器人技术课程总结

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之前在工厂实习见识和操作过很多工业机器人，有焊接机器人，涂装机器人，总装机器人等，但是学习了盖老师教授的工业机器人课程，才真正算是进入了工业机器人的理论世界学习机器人的相关知识。以下是课程总结。

一、第一章主要是对机器人的概述，从机器人的功能和应用、机器人的机构以及机器人的规格全面呈现学习机器人的框架。

研制机器人的最初目的是为了帮助人们摆脱繁重劳动或简单的重复劳动，以及替代人到有辐射等危险环境中进行作业，因此机器人最早在汽车制造业和核工业领域得以应用。随着机器人技术的不断发展，工业领域的焊接、喷漆、搬运、装配、铸造等场合，己经开始大量使用机器人。另外在军事、海洋探测、航天、医疗、农业、林业甚到服务娱乐行业，也都开始使用机器人。本书主要介绍工业机器人，对譬如军用机器人等涉及不多。

机器人的机构方面，主要介绍了操作臂的工作空间形式、手腕、手爪、和闭链结构操作臂。工作空间形式常见的有直角坐标式机器人、圆柱坐标式机器人、球（极）坐标式机器人、SCARA机器人以及关节式机器人。手腕的形式也可分为二自由度球形手腕、三轴垂直相交的手腕以及连续转动手腕。同时手爪也可分为夹持式手爪、多关节多指手爪、顺应手爪。机器人的其他规格主要介绍驱动方式、自动插补放大、坐标轴数、工作空间、承载能力、速度和循环时间、定位基准和重复性以及机器人的运行环境。第一章的内容主要是对机器人各个方面有个简单的介绍使机器人更形象化和具体化。工业机器人定义为一种拟人手臂、手腕和手功能的机电一体化装置，能将对象或工具按照空间位置姿态的要求移动，从而完成某一生产的作业要求。工业机械应用：主要代替人从事危险、有害、有毒、低温和高热等恶劣环境中的工作；代替人完成繁重、单调重复劳动。它带来的好处：减少劳动力费用提高生产率改进产品质量增加制造过程柔性减少材料浪费控制和加快库存的周转消除了危险和恶劣的劳动岗位。机器人的直角坐标型：结构简单；定位精度高；空间利用率低；操作范围小；

实际应用较少。圆柱坐标型：结构简单；刚性好；空间利用率低；用于重物的装卸和搬运。球坐标型：结构紧凑，所占空间较小。关节坐标型：动作范围宽。

第二章主要讲述了位姿描述和齐次变换。刚体的位姿是指刚体参考点的位置。对

组成工业机器人的每一个连杆都可以看作是一个刚体。若给定了刚体上某一点的位置和该刚体在空间的姿态，则这个刚体在空间上是完全确定的。设有一刚体Q ，如图2-4所示，在刚体上选任一点O O X Y Z

固定坐标系对动坐标系原点位置的描述以及对动坐标系三个坐标轴方向的描述刚体的姿态描述方法主要分为齐次变换法，矢量法，旋量法，四元数法等，它们的作用都是将运动、变换和映射与矩阵运算联系起来。位置的描述（位置矢量）对于不同的坐标系比如直角坐标系，圆柱坐标和球面坐标都有特定的位置矢量来描述。而方位的描述可以用旋转矩阵来表示刚体B 相对于坐标系{A}的方位。坐标系{B}的三个单位主矢量相对于坐标系{A}的方向余弦，其中正交矩阵，满足关系应该如下而为了完全描述刚体的位姿，需要已知物体B 相对于坐标系{A}的位置矢量和旋转矩阵。当然也可以只表示位置或者方向，但是坐标系{B}的相应的形式会有不同。如果只表示位置时，

如果只表示方位时，坐标系{B}的形式为

。对于手爪的描述大致可分为手爪坐标系——与手爪固接一起的坐

标系。z 轴——手指接近物体的方向，接近矢量a(approach)y 轴——两手指的连线方向，方位矢量o(orientation)x 轴——右手法则规定，n=o ×a ，n(normal)。而坐标变换可分为坐标平移和坐标旋转。齐次变换具有较直观的几何意义，和非齐次交换相比，它非常适合描述坐标系之间的变换关系。另外，齐次变换可以将旋转变换与平移变换用一个矩阵来表达，关系明确，表达简洁。所以常用于解决工业机器人运动学问题。齐次变换的优点：书写简单，表达方便，在计算机图形学，计算机视觉有广泛应用。齐次坐标的表示不是唯一的。如果将列阵p 中的元素同乘一非零系数w 后，仍然代表同一点P 。齐次变换矩阵T 除了实现点在不同坐标系的映射外，还可解释为描述｛B ｝相对于｛A ｝的位姿（位置加方位）。齐次变换矩阵也代表坐标平移与坐标旋转的复合将其分解成两个矩阵相乘的形式之后就可以看出这一点。齐次变换矩阵的物理含义是指作为坐标变换、坐标系的描述和运动算子，还可以定义齐次变换矩阵的运算。变换矩阵求逆指已知坐标系{B}相对{A}的描述，希望得到{B}相对{A}的描述。求逆方法分为直接对齐次变换矩阵求逆利用其次变换矩阵的特点，简化矩阵求逆运算。其计算方法有直接计算逆矩阵和其它方法。建立变换方程

T T T T T G T S G B S W T B W ??=?通过方程计算 11T T T T T W T B W B S S G G T

???=--。至于欧拉角与RPY 角，引入其它参数法表示还是很有必要性的：旋转矩阵R 用9个元素表示3个独立变量，表示不方便，自然

存在用3个参数方法；R 作为算子或变换使用比较方便，作为方位的描述并不方便，需要输入较多信息；广泛的应用于航天、航海和天文学。 about z axis about new y axis about new x axis rotation αβγ??欧拉角描述坐标系B 的方法如下：B 的初始方位与参考系A 重合。首先将B 绕zB 转阿尔法角，再绕yB 转白塔角，最后绕xB 转伽马角。这种描述中的各次转动都是相对运动坐标系的某轴进行的，而不是相对于固定的参考系A 。这样的三次转动称为欧拉角。又因转动的顺序是绕z 轴，y 轴和x 轴，故称这种描述为z-y-x （欧拉角）。这种描述中的各次转动都是相对运动坐标系的某轴进行的，而不是相对于固定的参考系A 。这样的三次转动称为欧拉角，又因转动的顺序是绕z 轴，y 轴和x 轴，故称这种描述为z-y-z （欧拉角）。旋转变换通式可表示为：

s c s s s s (,)s s s c s s s s s s s c θθθθθθκθθθ

θθθθθθθθθθ??+-+??=++-??

??-++??

x x y x z z x y x y z y y z y x x z y y z x z z k k Ver k k Ver k k k Ver k R k k Ver k k k Ver k k Ver k k k Ver k k k Ver k k k Ver s (1cos ),s sin ,c cos ,,,θθθθθθ=-=====x x y y z z

Ver k a k a k a 旋转变换通式解决了根据转轴和转角建立相应旋转变换矩阵的问题；反向问题则是根据旋转矩阵求其等效转轴与等效转角。两点值得注意多值性，k,不是唯一的，还存在另外一组解：病态情况，当转角很小时，由于式2.65的分子、分母都很小，转轴难于确定。当接近0 °或180 °是无法确定，需另找新方法。可以证明：任何一组绕过原点的轴线的复合转动总是等效于绕某一过原点的轴线转动R(k,θ)自由矢量：维数、大小和方向，如速度矢量和纯力矩矢量。线矢量：维数、大小、方向和

作用线，如力矢量。速度矢量在不同坐标系｛B ｝｛A ｝之间的映射只与R 相关。即有

A B B v R v ，

而与坐标原定的位置

0A B p 无关。纯力矩矢量在不同坐标系｛B ｝｛A ｝之间的映射只与R 相关。即有 =A A B B n R n ，而与坐标原定的位置 0A

B p 无关。有关线矢量的描述比较复杂，超出本课程范围，需要引入旋量法等。

第三章主要跟随老师一起学习了操作臂运动学。操作臂运动学：各连杆间的位移关系：速度关系，加速度关系操作臂：开式运动链——转动关节、移动关节。轨迹规划：操作臂末端执行器相对固定参考系的空间描述关节（运动副）分为高副和低副，低副：旋转副、平移副、圆柱副、平面副、螺旋副、球面副连杆：保持其两端的关节轴线具有固定的几何关系。轴线：决定了连杆的特征连杆i-1是由关节轴线i-1和i 的公法线长度ai-1

i-1所规定的。特殊情况：两轴线平行得：i-1＝0。两轴线相交得：ai-1＝0,

i-1指向不定。连杆i-1：长度ai-1——关节轴线i-1指向关节轴i 的公法线长度（恒为正）。 i-1——从轴线i-1绕公垂线转至轴线i 的夹角（可

正可负）。连杆的变换通式：1

11111111100001i i i i i i i i i i i i i i i i i i i c s a s c c c s d s T s s c s c d c θθθαθαααθαθααα-----------????--??=?????? 同时PUMA 560运动学方程的大致建立步骤：设定各个连杆坐标系，列出相应的连杆参数；写出各个连杆变换；写出手臂变换矩阵和运动学方程可简单表示为

运动学正解（where ）：根据关节变量qi 的值，计算机器人末端抓手或工具相对于工作站的位姿。（对于每一组关节变量值，有唯一确定的解，求解简单。）运动学反解（solve ）：为了使机器人所握工具相对于工作站的位姿满足给定要求，计算相应的关节变量。运动学反解的几个重要特征： a 、将问题细分成几个子问题b 、每个子问题可能无解、有一个解或多个解（与执行的形体有关）c 、如果某个子问题有多解，整个求解过程应考虑对应子问题每一个解的情况。求解方法： Paul 的反变换法，Lee 几何法和Pieper 的方法。6个自由度的机器人具有封闭反解的充分条件（Pieper 准则）(1) 三个相邻关节轴交于一点；（PUMA 、Stanford 机器人）(2) 三个相邻关节轴相互平行；（ASEA ，MINIMOVER 机器人）对于满足条件（1）的机器人（如PUMA ），运动学方程可分解为003636T T T =式中：规定腕部参考点的位置，规定腕部的方位。求解步骤：（1）腕部位置

3→ 2→ 1，主要利用消元法和三角函数中的几何代换公式，将超越方

程→代数方程.（2）腕部方程的反解，求出数值，利用相对应的欧拉角求解方法。机器人操作臂运动学反解的数目决定于：关节数目连杆参数和关节变量的活动范围。一般而言，非零连杆参数愈多，运动学反解的数目愈多。例如PUMA 560最优解：如何从多重解中选择一个最优解？最优准则？寻求方法？在避免碰撞的前提下，通常按“最短行程”准则——使每个关节的移动量为最小。对于典型工业机器人应遵循“多移动小关节、少移动大关节”的原则。

第四章主要学习操作臂的雅可比。位移分析：第三章的运动学分析：速度分析：操作空间速度与关节空间速度之间的线性映射关系 ——雅可比矩阵 J (q) 力分析：末端操作力与各关节驱动力之间的线性映射关系——力雅可比矩阵JT(q)操作臂的雅可比矩阵是指操作速度与关节速度的线性变换。

奇异形位(singular configuration)：操作臂的雅可比矩阵的秩减少的形位（数学上）；操作臂在操作空间的自由度将减少（物理上）。雅可比矩阵的行列式判别奇异形位：

122det(())J q l l s =。2=0

2=180时，雅可比行列式为0，矩阵秩为1，因而处于奇异状态。从几何上看，机械手完全伸直( θ2=0)，或完全缩回( θ 2=180)，机械手末端不能实现径向自由度，只能沿切

向运动。奇异时，自由度减少。而微分运动与广义速度则指出刚体或坐标系的微分运动包含微分移动矢量 d d 由沿三个坐标轴的微分移动组成；由绕三个坐标轴的微分转动组成。雅可比矩阵的构造法：雅可比矩阵J(q) ：既可当成是从关节空间向操作空间的速度传递的线性关系也可看成是微分运动转换的线性关系因此，可将雅可比J(q)分块，

??????????????????=??????n an a a ln l l q q q

J J J J J J v 212121ω1122ln 1122n l l n a a a n

v J q J q J q w J q J q J q =++?+???=++?+

PUMA560的雅可比的计算有一、用微分变换法计算TJ(q)二、用矢量积方法计算J(q)。力雅可比末

端广义力矢量

f F n ??=???? 其中，f ——力，n ——力矩末端广义虚位移 d D δ??=???? 其中，d ——

微分移动，在静态条件下，广义操作力矢量应与各关节的驱动力相平衡

利用虚功原理，可以导出关节力矢量和广义力矢量之间的关系。总虚功为零。同样也表示操作臂的力雅可比就是它的运动雅可比转置。可以看出力雅可比与运动雅可比之间的紧密关系——对偶关系。J(q) 是 m*n 阶矩阵，n 表示关节数，m 表示操作空间的维数。对于给定的q ，J(q) 的值域空间 R(J(q))

表示关节运动能够产生的全部操作速度的集合第五章主要学习了操作臂动力学。动力学研究的是

物体运动和受力之间的关系：动力学正问题——根据关节驱动力或力矩，计算操作臂的运动(位移、速度和加速度）动力学逆问题——根据轨迹运动对应关节的位移、速度和加速度，计算所需的关节力或力矩动力学建模方法主要有：拉格朗日——Lagrange 方法：牛顿-欧拉——Newton-Euler 方法，高斯——Gauss 方法，凯恩——Kane 方法，旋量对偶数方法，罗伯逊-魏登堡——Roberson-Wittenburg 方法。

牛顿-欧拉——Newton-Euler 方法 ————基于运动坐标系和达朗贝尔原理的优缺点：没有多余信息，计算速度快建立复杂系统比较麻烦同时动力学研究的目的也是利用动力学模型，实现最优控制，以期达到良好的动态性能和最优指标

操作臂动力学：复杂的动力学系统——多连杆、多输入、多输出系统，耦合关系和非线性。多体系统动力学——多刚体系统和刚-柔耦合多体系统。由旋转通式(2.58)可知，R(t+⊿t)可看成R(t)在时间间隔⊿t 内绕某轴k 转动微分角度得到s c s s s (,)s s s c s s

s s s s s c θθθθθθκθθθθθθθθθθθθθ??+-+??=++

-????-++??x x y x z z x y x y z y y z y x

x z y y z x z z k k Ver k k Ver k k k Ver k R k k Ver k k k Ver k k Ver k k k Ver k k k Ver k k k Ver 两端除以⊿t ，并取极限，可以定义角速度算子矩阵：

刚体的速度和加速度表示为：02()()()()ωωωω=++++A A A B A A B A A B A A A B p B B p B B p B B B B B v v R v S R v S R p S S R p 根据不同的情况可以对上式进行简化：{A}固定不动，刚体与{B}固接；{B}只相对于{A}移动；{B}只相对于{A}滚动

而关节驱动力或力矩计算各连杆所承受的力和力矩向量中，某些分量由操作臂本身的连杆结构所平衡，一些分量由各关节的驱动力或力矩所平衡

力雅可比矩阵的递推方法类似于速度雅可比矩阵递推法。对于连杆静力学分析，静力分析：首先考虑一个连杆i ，然后建立该连杆的力和力矩平衡方程，力雅可比矩阵的递推方法类似于速度雅可比矩阵递推法操作臂动力学的研究有很多方法拉格朗日——Lagrange 方法牛顿-欧拉——Newton-Euler 方法高斯——Gauss 方法凯恩——Kane 方法旋量对偶数方法罗伯逊-魏登堡——Roberson-Wittenbrug 方法本节用运动（速度和加速度）递推和力递推来建立操作臂动力学方程并讨论动力学逆问题的求解方法

一、牛顿-欧拉方程：操作臂=刚体质心加速度，总质量 m 与产生这一加速度的作用力 f 之间

满足牛顿第二定理：c f mv =当刚体绕过质心的轴线旋转时，角速度，角加速度，惯性张量，与作用力矩之间满足欧拉方程：()c c n I I ωωω=+?惯性张量 ——表示刚体质量分布的特征，其值与选取的参考值坐标系有关。若所选取的坐标系{c} 的方位使各惯性积均为零惯性张量变成对角型则此坐标系的各轴称为惯性主轴，相应的质量惯性矩称为主惯性矩。动力学逆问题根据关节位移、速度和加速度。求所需的关节力矩或力。整个算法由两部分组成：向外递推：计算各连杆的速度和加速度。，由牛顿-欧拉公式计算各连杆的惯性力和力矩。向内递推：计算各连杆相互作用的力和力矩，以及关节驱动力或力矩封闭形式的动力学方程。递推公式(5.64~5.72)有两种用途——数值计算和推导封闭形式动力学方程。只要知道各杆的质量、惯性张量、质心和旋转矩阵的值，即可直接计算实现给定运动所需的关节驱动力矩和力（数值计算）。然而，为了阐明动力学方程的结构，比较重力和惯性力影响的主次，分析向心力和哥氏力的影响是否可以忽略等，通常希望将某一机器人的动力学方程(5.64~5.72)写成封闭解的形式，即将关节力矩和力写成关节位移、速度和加速度的显函数形式。仍以平面2R 机械手为例说明之。

第六章主要跟随老师一起学习轨迹规划相关知识。在机器人完成给定作业任务之前，应该规定他的操作顺序，行动步骤和作业进程。人工智能范围内，规划就是问题求解技术，从某个特定的初始状态出发，构造一系列操作，使之达到解决该问题的目标状态轨迹：操作臂在运动过程中的位移、速度和加速度。轨迹规划：根据作业任务要求，计算出预期的运动轨迹。首先，对机器人的任务、运动路径和轨迹进行描述。其次，在计算机内部描述所要求的轨迹，即选择习惯规定及合理的软件数据结构。最后，对内部描述的轨迹，实时计算机器人的运动的位移、速度和加速度，生成运动轨迹。

常用的两种轨迹规划方法：1）对于选定的轨迹结点上的位姿、速度和加速度给出一组显式约束，轨迹规划器从一类函数中选取参数化轨迹，对结点进行插值，并满足约束条件。2）给出运动路径的解析式，如：直角坐标空间中的直线路径，轨迹规划器在关节空间或直角坐标空间中确定一条轨迹来逼近预定的路径第一种方法：约束的设定和轨迹规划均在关节空间中进行。不足：操作臂手部没有施加任何约束，很难弄清手部的实际路径。碰撞第二种方法：路径约束是在直角坐标空间中给定的，而关节驱动器是在关节空间中受控的。因此，为了得到与给定路径十分接近的轨迹，首先必须采用某种函数逼近的方法将直角坐标路径约束转化为关节路径约束，而后确定满足关节路径约束的参数化路径。轨迹规划既可以在直角空间中进行，也可以在关节空间中进行，但所规划的轨迹函数都必须连续和平滑，使得操作臂的运动平稳。在关节空间进行规划时，是将关节变量表示成时间的函数，并规划它的一阶和二阶时间导数；在直角空间进行规划时，是将手部位姿、速度和加速度表示为时间的函数，相应的关节信息由手部信息导出。用户：根据作业给出各个路径节点，规

划器的任务包含：解变换方程、进行运动学反解和插值运算等；在关节空间进行规划时，大量工作是对关节变量的插值运算。确定路径点上的关节速度，可有以下三种方法规定：（1）根据工具坐标系在直角坐标空间中的瞬时线速度和角速度来确定每个路径点的关节速度；（2）在直角坐标空间或关节空间中采用适当的启发式方法，由控制系统自动地选择路径点的速度。（3）为了保证每个路径点上的加速度连续，由控制系统按此要求自动地选择路径点的速度。

方法（1），利用操作臂在此路径点上的雅可比，把该点的直角坐标速度映射为所要求的关节速度。当然，如果操作臂的某个路径点是奇异点，这时就不能任意设置速度值。按照方法（1）生成的轨迹虽然能满足用户设置速度的需要，但是逐点设置速度毕竟要耗费很大的工作量。

因此，机器人的控制系统最好具有方法（2）和（3）的功能，或者二者兼而有之方法（2），系统采用某种启发式方法自动选取合适的路径。方法（3），保证路径点处的加速度连续——设法用两条三次曲线在路径点处按一定规则连接起来，拼凑成所要求的轨迹。约束条件：速度和加速度连v 0 g 从0到 v v g 的插值三次多项式为两个三次多项式的时间区间分别为

[0,tf1]和[0, tf2]。对这两个多项式的约束是：对于差值，对于给定的起始点和终止点的关节角度，可选择直线插值函数来表示路径的形状。单纯线性插值将导致在结点处关节运动速度不连续，加速度无限大。在每个结点的邻域内增加一段抛物线的缓冲区。

（线性函数+两端抛物线函数）形成的轨迹= 带有抛物线过度域的线性轨迹。

抛物线对时间的二阶导数为常数，不致在节点处产生速度跳跃，从而使整个轨迹上的位移和速度都连续笛卡尔空间规划方法：作业是用操作臂终端抓手位姿的笛卡尔坐标结点序列规定的结点是指表示抓手位姿的齐次变换矩阵。

作业是用操作臂终端抓手位姿的笛卡尔坐标结点序列规定的结点是指表示抓手位姿的齐次变换矩阵。

第七章主要学习了操作臂的控制。单关节的线性模型和控制主要为建立操作臂单个旋转关节的线性模型。推导传递函数和比例函数PD 控制规律，SISO 系统，MIMO 系统，PID 控制()()()e f f e f f L a a a a a b s nk U s s sR J R f k k Θ=++这一方程代表单关节控制系统的输入电压与关节角位移之间的传递。单关节位置控制器中位置控制器的作用：利用电机组成的伺服系统使关节的实际角位移跟踪期望的角位移。

方法：把伺服误差作为电机的输入信号，产生适当的电压，构成闭环系统。即同时也学到了单关

节机器人的比例控制器是个二阶系统。当系统参数均为正时，总是稳定的。

为了改善系统的动态性能，减少静态误差，可以加大位置反馈增益kp和增加阻尼，再引入位置误差的导数作为反馈信号。关节角速度常用测速电机测定，也可以用两次采样周期内的位移数据来近似表示。而最后我们学习的轨迹跟踪控制和抑制干扰对于系统的稳定尤为重要。

最后，感谢盖老师的敦敦教诲，您的课带给我们很多欢乐，知识和见闻。现在看待事物慢慢养成了从外表到本质的习惯，这其中一部分得益于老师精细的思维方式和严谨的科学作风。谢谢您！

机器人课程学习心得体会

机器人课程学习心得体会机器人是102中的1项必修课程，几近没有想过自己有朝1日会学习如何拼装，操控机器人。但是在学习了1个学年以后，我也学会了1些技能，同时也发现机器人是很成心思的1门学科。第1节课令我印象很深，老师让我们做1个陀螺。我记得我做了恨多，我和同学们相互比试看谁转的时间较长。也在这次欢乐又简单的课当中逐步学会了零件的拼接与利用。这就是初步。机器人制作的难易程度增加的很快。我们逐步学到了制作简易的小车，使应用更加熟练。随着课时的增加，我们的制作由易转难，终究到程序的编辑及设计。我们班固然不缺善于机器人的能人，他们总能以最快的速度制作出1个个灵敏小巧的机器人。而我的机器人制作1直不突出。也不是最快的，也不是最好的。也就算能完成任务。每次制作机器人时，我们都会在小组中分好工，仔细视察老师的机器人模型，再自己制作。编程时，我们会仔细参考机器人书上的教程，再编好。学习机器人是1件很费脑力的事情，做每一个机器人之前要勾画出大概的结构，在毛病时还要做调剂。程序也需经过量次的调试，终究才能到达最完善的状态。有时在做机器人不到位，输入程序后也不能很好地完成任务，所以就要1次又1次重试。有时编程序编错了，就要仔细对比书上的，或问问老师，1遍又1遍的修改完善。虽然进程很辛苦，但看到自己小组做出唯一无2的机器人时，就会有很大成绩感。

机器人课带给我们的不但是搭建机器人时的快乐，还有取得知识的那份快乐！上个学期，学校展开了机器人必修课，我们在课堂上动手实践，了解了1个机器人的基本构造：在课上，我们应用各种零件进行组合，搭建出不同构造的机器人，使它们具有不同的功能。然后根据不同的功能给机器人设计最为适合的机型，使其功能发挥最大作用。这使我们在物理方面有了最基础的了解，也对机器人的设计和制作进程有了1个大概的了解。这个学期，主要以机器人的编程为主，了解了声感、光感、触感和超声波传感器的利用：在课上，我们主要学习了编程的基本要领，知道了如何使机器人依照自己想要的线路运行，学会了基本的程序设置，和各种传感器的使用方法。在机器人的课程学习中，我们进行团队合作的方式，完成了1个又1个老师安排的任务，让我从中体会到团队合作的重要性，也了解到许多关于机器人的知识，这将对我以后的生活学习起到重要作用！如果说，今后还有机器人课程的学习，我将更加认真的完成，争取更深入地了解机器人的构造，编写更加优化的机器人程序！ 1月26日，我们1行人在清华大学为期5天的培训结束了。在这次培训中我们分享过欢声笑语，共度过曲折困难；旅游了清华校园，领略了机械魅力。我还记得初到北京的心绪难平，我还记得踏入清华的激动不已，我还记得凝听讲座的惊奇欣喜，我还记得解决问题的眉头紧锁。惋惜的是，5天的时间转眼即逝，我们就要告别首都，告别这片有着深厚历史积淀的校园，回首5天以来的经历，逐日充满着新鲜感的学习生活片断还记忆犹心。简而言之，时间短暂，收获颇丰。

机器人学习心得

机器人学习心得机器人学习心得篇1 11月29日至12月1日，学校派李守章老师和我去梁邹小学参加机器人培训活动。学习期间，教育局聘请了广茂达公司和纳英特公司的四位专家针对近几年的比赛情况进行了专项讲座。我主要有以下收获：广茂达公司和纳英特公司都分别介绍了的他们公司的发展历程、主要产品以及发展方向。从中我知道，他们的高科技都在向各方面发展和延伸。当然，对我们来说，最为有用的是中小学机器人的应用与发展。有关机器人和创新比赛，是专家们的重点课题。在讨论中，专家们介绍了他们的以往产品以及最新产品。通过比较，我深刻地认识到，以往产品主要是针对中小学以及大学教学，而现实情况是很多学校狠抓比赛，不同厂家的产品已经很成熟。为了解决教学和比赛的矛盾，上海广茂达公司推出了最新产品AS-MF系列。除了这些产品，专家们还给我们介绍了AS-EI系列(工程搭建，创新比赛用)、AS-ROBI(基于网络的搭建平台)系列等产品。利用这些产品，我们可以参加很多比赛。主要是：教育部的电脑制作活动，科协的创新比赛。教育部的比赛以灭火和足球为主。纳英特公司介绍

了他们新产品的功能：功能强大的产品设计，提供了多达数十个传感器接口，使用户在教学、创新、比赛中游刃有余。低起点高发展的程序编译环境：有针对初学者的图形化编程环境，完全按照流程图方式生成程序，也有适合高年段交互式C语言的编程环境。积木化产品设计，贴近实际生活的搭建方式，更能锻炼学生的实际操作与动手能力。各种的传感器的提供，也可以使用工业级传感器，直接使用。各种动力方式的选择：直流电机、伺服电机，增强了机器人对环境的征服能力。与众多的教育用户建立了良好的合作关系，针对不同年段的学生开发了几十项专业课程。螺丝、螺母为主体组成的积木套件，用户可随处自行采购。全包围设计，更安全更稳定。针对中小学机器人比赛，老师主讲了相关的机型和使用方法。硬件是机器人工作的基础，软件则是机器人的灵魂。专家配合机器人的讲解涉及很多，但涉及基础的却不多。针对中小学机器人应用的情况以及近几年来的参加比赛的情况，专家们专门讲了机器人灭火和机器人足球两项赛事。首先讲了教育部比赛中中小学比赛的规则以及和以前规则的不同，今年比赛过程中的规则漏洞。针对场地、环境以及一些突发事件，在编写程序时的一些注意事项，专家们都做了详细介绍。在初中灭火比赛中，房间的穿插方法，时间的算法，左、右手原则的运

机器人校本课程教材

永昌县第一小学在小学教育中，创新教育已经被提到了前所未有的高度。在小学各门学科教学之外，一种新的教学手段正为创新教育注入了新的活力，这就是机器人教育。机器人教育，为学生聪明才智的发挥提供了一个展示的好机会。通过机器人的学习活动，让学生了解掌握传感器知识，结构的搭建方法，各种部件的控制方法；引导学生逐渐形成编程的思想，掌握机

器人的程序设计方法；在计算机上编写程序，然后通过计算机和机器人的通讯技术，将程序下载到机器人的微处理器上，通过观察机器人的运行情况来调试、验证、反思、改进这里面涵盖了计算机知识、数学知识、物理知识、结构学知识等，这种多学科的综合性、合作性学习，极大地激发了学生的学习兴趣，有效地培养了学生的创新能力和综合素质能力。因此，在中小学开展机器人教育有着重要的意义。课程理念一、课程基本理论（一）机器人特色课程教学总目标（教学的三维目标） 1. 情感态度价值观：通过机器人课程的学习主要培养学生的兴趣爱好、提升空间、逻辑思维能力，并从中获得自我提升的价值取向 2. 过程和方法：通过课程的教学，让学生从初步识别一些积木零件名称，到

拼装动手组装机器，再到学习编程，再远程遥控机器人操作。 3. 知识和技能：通过课堂教学，让学生学会机器人的基础理论知识并能够把基础知识运用到课堂实践中来。（二）机器人特色课程教学重难点重点：组装机器零件、编辑程序。难点：在学习中如何获得自我成就感，提升空间、逻辑思维能力，并从中获得自我提升的价值取向。（三）机器人特色课程培养方向（从学生角度） 1. 通过机器人实践活动，激发学习兴趣，为今后的机器人学习奠定基础。 2. 在课堂中，加强学生合作交流，发挥团队精神，既要表现好个体的水平，也要有体现群体的意识，增强团队合作的精神。 3. 在机器人拼装的训练过程中，要有耐心，持之以恒，进而促进人格完善。 4. 了解机器人的基本理论和拼装技术，让学生多动手、多动脑、促进学生的心智健康发展。 5. 学习机器人为学校和特色教育添砖加瓦。

哈工大机器人技术课程总结

第一章绪论 1. 机器人学（Robotics）它包括有基础研究和应用研究两个方面，主要研究内容有：(1) 机械手设计；(2) 机器人运动学、动力学和控制；(3) 轨迹设计和路径规划；(4) 传感器(包括内部传感器和外部传感器)；(5) 机器人视觉；(6) 机器人语言；(7) 装置与系统结构；(8) 机器人智能等。 2. 机器人学三原则：（1）机器人不得伤害人（2）机器人应执行人们的命令，除非这些命令与第一原则相矛盾（3）机器人应能保护自己的生存，只要这种保护行为不与第一第二原则相矛盾。 3. 6种型式的机器人： (1) 手动操纵器：人操纵的机械手，缺乏独立性； (2) 固定程序机器人：缺乏通用性； (3) 可编程机器人：非伺服控制； (4) 示教再现机器人：通用工业机器人； (5) 数控机器人：由计算机控制的机器人； (6) 智能机器人：具有智能行为的自律型机器人。 4. 按以下特征来描述机器人：（1）机器人的动作机构具有类似于人或其他生物体某些器官 ( 如肢体、感官等 ) 的功能；（2）机器人具有通用性，工作种类多样，动作程序灵活易变，是柔性加工主要组成部分；（3）机器人具有不同程度的智能，如记忆、感知、推理、决策、学习等；（4）机器人具有独立性，完整的机器人系统，在工作中可以不依赖于人的干预。 5. 机器人主要由执行机构、驱动和传动装置、传感器和控制器四大部分构成 6. 控制方式主要有示教再现、可编程控制、遥控和自主控制等多种方式。 7. 示教－再现即分为示教－存储－再现-操作四步进行。 8. 控制信息顺序信息：位置信息：时间信息： 9. 位置控制点位控制－PTP（Point to Point）：连续路径控制－CP（Continuous Path）： 10. 操纵机器人可分为两种类型：能力扩大式机器人：遥控机器人： 11. 第三代智能机器人应具备以下四种机能：运动机能感知机能：思维能力：人－机对话机能：智能机器人是一种“认知－适应"的工作方式。 12.目前我国机器人的发展正朝着实用化、智能化和特种机器人的方向发展。

《虚拟机器人》校本课程活动教案

课时：课时展示范例机器人激发学生搭建兴趣。师：同学们，上节课我们初步了解了虚拟机器人的平台，这节课，我们来试试搭建属于我们自己的第一个机器人。一、进入操作界面首先请大家陆平台，然后点击“搭建机器人”选项，进入机器人搭建操作界面。老师先来带着大家了解一下这一界面的基本功能划分。模型面板：包含机器人所有模型，有控制器、驱动、安装块、传感器和其它大类。模型列表：列出各个模型分类中所有模型。模板列表：用户创建的模板，模板可保存经常使用的模型组合。菜单工具栏：有文件、功能和操作个菜单，菜单下有相应的工具栏命令。属性面板：在属性面板中设置直流电机、伺服电机、传感器的属性。机器人信息：查看机器人零部件的数量，机器人的重量、尺寸等信息。机器人编辑区：用于构建机器人的操作区，完成机器人零部件的安装等操作。视角控制面板：调整查看编辑区的视角，完成视角旋转、缩放、移动等操作二、探索尝试通过老师的介绍后，大家应该对这些功能区有所了解了。现在请同学们动动脑，动动手，从模型面板中选择自己喜欢的模型，放到机器人编辑区，注意视角的控制和安装点的点选，看谁能组装出属于自己的第一台机器人！三、问题解决（一）、机器人搭建首先需要选择好控制器，这是机器人的主体，没有控制器，其他的零件是无法起作用的。（二）、控制器安放是有方向的，编辑区蓝色坐标轴的方向为机器人前方，学生容易出现错误。（三）、在旋转视角时，切忌用鼠标左键进行拖动，这会改变机器人零件的实际位置。而应该使用视角控制按钮或者鼠标的右键和滚轮来进行视角切换。（四）、轮子是和电机安装在一起，电机再和控制器连接起来，而不是直接把轮子安装到控制器上。教师在巡视指导过程中，发现问题，适时引导讲解。四、拓展延伸其实在机器人搭建的过程中，我们还可以使用一些小技巧来提高搭建的效率。教授“模板”的使用方法，把一些多次使用的零件组合创建为模板，可以直接拖出来重复使用。五、秀一秀通过电子教室“学生演示”的功能，请同学们来展示一下自己的个性机器人，大家来评评谁最有想象力和创造力。学生点评，教师总结。

机器人技术期末总结

1、已知点u 的坐标为[7,3,2]T ，对点u 依次进行如下的变换：（1）绕z 轴旋转90°得到点v ；（2）绕y 轴旋转90°得到点w ；（3）沿x 轴平移4个单位，再沿y 轴平移-3个单位，最后沿z 轴平移7个单位得到点t 。求u , v , w , t 各点的齐次坐标。 2、如图所示为具有三个旋转关节的3R 机械手，求末端机械手在基坐标系{x0,y0}下的运动学方程。 θ1 θ2 θ3 L 2 L 1 L 3 x 0 y 0 O 3、如图所示为平面内的两旋转关节机械手，已知机器人末端的坐标值{x ,y }，试求其关节旋转变量θ1和θ2. θ1 θ2 L 2 L 1 x y P 4、如图所示的两自由度机械手，手部沿固定坐标系在手上X 0轴正向以1.0m/s 的速度移动，杆长l 1=l 2=0.5m 。设在某时刻θ1=30°，θ2=-60°，求该时刻的关节速度。已知两自由度机械手速度雅可比矩阵为 1121221121221 2 l s l s l s l c l c l c θ θ---??=??+??J θ1 -θ2 l 2 l 1 x 0 y 0 O x 3 y 3v 3 5、如图所示的三自由度机械手（两个旋转关节加一个平移关节，简称RPR 机械手），求末端机械手的运动学方程。 θ3 d 2 θ1 L 1L 2L 3 1、解：点u 的齐次坐标为： u = []7,3,2,1T V= Rot( z,90° )u = 0100731 000370010220 00111--????????????? ?????=?????????????????? w = Rot(y,90°)v = 00103201 007710002300 0111-????????????? ?????=??????-???????????? t = Trans(4,-3,7)w = 1004260 1037400173100 111????????????-? ?????=?????????????????? 2.解：建立如图1的参考坐标系，则 x 0 y 0 O x 1 y 1x 2 y 2 x 3 y 3 10 T =11 1 1000000100001c s s c -???????? ? ???,21T =2 2122000001000 01c s L s c -???????? ???? , 32 T =3323 300000100 01c s L s c -???????? ???? 30 T =10T 21T 32T =12312311212123 12311212000010 01c s L c L c s c L s L s -+????+?????? ?? 3.解：如图2所示，逆运动学有两组可能的解

机器人社团总结

小学机器人社团总结报告 2017年9月~2018年1月2017年9月到2018年1月，机器人社团之编程社团教学工作悄然结束。一学期的学习过程中，同学和老师一起积极参与，收获颇丰。现从课程目标、课程内容、课程实施情况、课程实施成果等几个方面整理总结如下。 1.课程目标 1）知识：学习scratch编程软件，认识了程序积木、说xxx、移动到坐标、等待、重复执行、切换造型、侦测等等。 2）技能：提高学生的对作品的分析能力，逻辑思维，对作品的鉴赏能力。培养学生的整体意识和对作品的自我调试和修改的能力。 3）情感：增加学生对编程这一领域的兴趣 2.课程内容课程内容分为：认识积木、使用积木、制作小游戏、制作小动画、综合运用五类社团教学时间短、课时少。但是教学过程中，按照体系化思路，努力建立认识、分析、运用的课程体系。在课程体系下，制作各种作品，为以后的机器人学习打下坚实的基础。具体内容如下：

3.课程实施情况课程内容能按照预期安排正常进行，在课堂上引导学生观察、思考、分析、制作，通过不断的尝试思考将自己的作品完善化。 4.课程实施成果 1.学生成长社团成员为四年级同学，经过1学期机器人社团学习，参与的同学们初步认识了scratch中各种积木，使用不同的积木能够达到什么效果，将程序积木排列组合起来做出一个完整的作品。通过不断的尝试、思考锻炼学生的逻辑思维能力。 1.1基本科学素养通过编程教学，同学们对什么编程有了一个初步的认识，为以后学习机器人打下编程的基础。 1.2机器人综合知识编程作为综合学科，涉及到语文、数学、等各方面知识。通过制作不同的作品，对编程有了新的认识，同时也提高了学生的综合素质如同学，你好！中认识了说xxx的积木，控制角色说话。在说话的同时要面

机器人社团工作总结

机器人科技创新工作室上半年工作总结 2017年我是校机器人机器人科技创新工作室发展壮大的第一年，上半年以来我们开展活动更加丰富多彩，积极参加的各级各类机器人竞赛活动，更加注重机器人活动的普及推广工作，更加注重树立机器人科技创新工作室的良好的社会声誉与知名度，努力提高阿克苏市高级中学机器人机器人科技创新工作室的品牌效应。（一） 2017年来，我们机器人科技创新工作室开展的活动有： 1、2017年2月寒假期间为期两周，每天中午开展机器人教学培训为学生授课。 2、2017年3月阿克苏市高级中学社团展示活动机器人表演。 3、2017年4月参加新疆维吾尔自治区第十七届青少年机器人竞赛。 4、2017年5月学校举办校园科技节艺术节，机器人科技创新工作室学生进行机器人展演。 5、2017年6月参加自治区机器人教练员培训班学习。（二）2017年上半年，我们机器人社团在各级竞赛中取得的成绩：在第十七届自治区青少年机器人竞赛中，我校共派出四支代表队，其中机器人足球项目获得自治区一等奖，VEX项目获得自治区二等奖，综合技能项目获得自治区二等奖，WER项目获得自治区三等奖。

在2017年上半年，我们机器人科技创新工作室围绕着“创新”与“发明”开展了的各类相关的培训课程，所取得的进步是骄人的！但总的来说，培训课的质量还是有待进一步提高的，机器人科技创新工作室以后将围绕着如何提高培训课程的成果而展开讨论思考，争取更大的成绩。总的来说，机器人科技创新工作室的各项工作都是在紧张而有序的进展之中的。优点不少，缺点也再所难免。但我们全体成员定将再接再厉，不畏艰难，勇于创新，争取更大的进步！阿克苏市高级中学机器人创新工作室 2017年8月30日

工业机器人培训心得

竭诚为您提供优质文档/双击可除工业机器人培训心得篇一：机器人应用培训心得机器人培训总结培训已近尾声，回想学习中，多位机器人领域专家的讲座为我们的思想注入了源头活水，给我带来了心智的启迪、情感的熏陶和精神的享受，让我饱享了高规格的“机器人大餐”，我感受着新思潮、新理念的激荡，他们以鲜活的案例和丰富的知识内涵及精湛的理论阐述，给了我强烈的感染和深深的理论引领，每一天都能感受到思想火花的冲击；我分享到了收获的喜悦，接受了先进自动化机器人理论的洗礼，受益匪浅。下面将我的学习心得小结如下：一、机器人发展历程科学技术是第一生产力，随着时代的进步，科技发展的日新月异，一种代替人们从事某些特殊工作的科技产品——机器人，已越来越受到人们的关注。那么什么是机器人呢？人们一般的理解来看，机器人是具有一些类似人的功能的机

械电子装置，或者叫自动化装置，它仍然是个机器，它有三个特点，一个是有类人的功能，比如说作业功能，感知功能，行走功能，还能完成各种动作，它还有一个特点是根据人的编程能自动的工作，这里一个显著的特点，就是它可以编程，改变它的工作、动作、工作的对象，和工作的一些要求，它是人造的机器或机械电子装置。但从完整的更为深远的机器人定义来看，应该更强调机器人智能，所以人们又提出来机器人的定义是能够感知环境，能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断思维的这种机器。机器人的起源要追溯到3000 多年前。“机器人”是存在于多种语言和文字的新造词，它体现了人类长期以来的一种愿望，即创造出一种像人一样的机器或人造人，以便能够代替人去进行各种工作。直到四十多年前，“机器人”才作为专业术语加以引用，然而机器人的概念在人类的想象中却已存在三千多年了。从历史来来看真正意义上的机器人出现在1959年，经过了五十多年的发展，机器人种类达数十种，它们在许多领域为人类的生产和生活服务。大多数工业机器人都不能走路，一般是靠轨道滑行，如汽车制造机器人等。现代工业机器人主要有四大类型：（1）顺序型——这类机器人拥有规定的程序动作控制系统；（2）沿轨迹作业型——这类机器人执行某种移动作业，

机器人校本课程纲要

《机器人》校本课程纲要 xx中学《机器人》校本课程纲要一、课程简介： 1.开发背景：学校为学生开设了机器人这门课，就是培养学生解决问题和动手的能力。未来社会更需要有实践经验，有新的想法，创造力和新的思考方式。在解决问题的过程中，创新思维是培养解决问题能力的核心，它帮助学生发现多个可能的解决方案，寻找替代方案，挑战假设，并提出新的想法，帮助学生解决问题，使学生们会自觉地学习、获取新知识，从而培养学生了合作能力，提高沟通能力，充分表达思想能力。核心理念是“做中学，玩中学”。它传达的观念是让孩子充分体会学习的乐趣，让孩子成为整个学习的过程中是主导角色。我校机器人教学主要采用乐高机器人EV3的可程序化积木为主，乐高机器人套件最吸引人之处，就像传统的乐高积木一样，玩家可以自由发挥创意，拼凑各种模型，而且可以让它真的动起来。 2．开发教师—— xxx 3．课程名称——可编程机器人 4．授课对象——高一年级学生 5．课程类别——可编程机器人拼装技能与编程能力提升 6．课时安排——每周一节二、课程目标 1．知识与技能：（1）熟练掌握各个部件之间的组合方法

（2）根据自己的想象，拼装出有创意的机器人或积木（3）对可编程机器人进行简单的编程操作 2．过程与方法：（1）学会设计、拼装机器人、对机器人进行编程（2）通过小组合作制作增强学生之间的团队合作意识和创意分享意识 3．情感态度与价值观：可编程机器人除了能给学生带来这些相互促进的能力之外，还可以带来无穷的乐趣。为兴趣而生、在能力中提升兴趣，这些能力都不是刻意去要求的，都是潜移默化的，无形中就学会这样的能力，同时能认识各种机械的运动方式、学习作品中的数学和物理原理、了解机械装置在生活中的应用，在后期通过机械结构，传感应用，程序应用进行研究探索性学习，进入机器人编程阶段，可以培养学生的逻辑思维能力、团队合作能力。三、课程内容 1.机器人发展历史及简单结构拼装 2.讲解教师本人利用废旧的材料搭建一个机器人模型 3.熟悉各个零件的名称和作用 4.认识乐高机器人积木及基本零件识别 5.组装简易机器人 5. 传动装置的功能和作用 6. 建筑的建构 7. 搭建一个简单的小车 8. 乐高机器人编程环境介绍 9. 了解各个传感器 10. 超声波传感器的应用 11. 触动传感器的应用 12. 为小车进行编程 13.小组合作进行创意触碰小车搭建 14.为搭建的触碰小车进行编程

kuka机器人学习报告

kuka机器人学习报告篇一：工业机器人报告工业机器人报告在工业铝深加工可以大幅度增加产值的大势所趋下，集团成立了工业铝深加工分公司。深加工分公司的一个重要的深加工项目就是车体轨道车辆铝型材焊接。为了保证焊接质量，目前国内各大型工业铝型材生产企业深加工工厂都使用自动焊接机器人生产线进行车体轨道车辆铝型材焊接。一、工业机器人历史日本是当今的工业机器人王国，既是工业机器人的最大制造国也是最大消费国。但实际上工业机器人的诞生地是美国。美国人英格伯格和德奥尔制造出了世界上第一台工业机器人，他们发现可以让机器人去代替工人一些简单重复的劳动，而且不需要报酬和休息，任劳任怨。接着他们两人合办了世界上第一家机器人制造工厂，生产unimate工业机器人。美国是工业机器人的诞生地，基础雄厚，技术先进。现今美国有着一批具有国际影响力的工业机器人供应商，像Adept Technologe、American Robot、Emersom Industrial Automation等。德国工业机器人的数量占世界第三，仅次于日本和美国，其智能机器人的研究和应用在世界上处于领先地位。目前在普及第一代工业机器人的基础上，第二代工业机器人经推广应用成为主流安装机型，而第三代智能机器人

已占有一定比重并成为发展的方向。世界上的机器人供应商分为日系和欧系。瑞典的ABB公司是世界上最大机器人制造公司之一。1974年研发了世界上第一台全电控式工业机器人IRB6，主要应用于工件的取放和物料搬运。1975年生产出第一台焊接机器人。到1980年兼并Trallfa喷漆机器人公司后，其机器人产品趋于完备。ABB公司制造的工业机器人广泛应用在焊接、装配铸造、密封涂胶、材料处理、包装、喷漆、水切割等领域。德国的KUKA Roboter Gmbh公司是世界上几家顶级工业机器人制造商之一。1973年研制开发了KUKA的第一台工业机器人。年产量达到一万台左右。所生产的机器人广泛应用在仪器、汽车、航天、食品、制药、医学、铸造、塑料等工业，主要用于材料处理、机床装备、包装、堆垛、焊接、表面休整等领域。意大利COMAU公司从1978年开始研制和生产工业机器人，至今已有30多年的历史。其机器人产品包括Smart 系列多功能机器人和MASK系列龙门焊接机器人。广泛应用于汽车制造、铸造、家具、食品、化工、航天、印刷等领域。（The Comau Smart NS1）日系是工业机器人制造的主要派系，其代表有FANUC、安川、川崎、OTC、松下、不二越等国际知名公司。二、焊接机器人介绍焊接机器人是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器

机器人课程设计报告

智能机器人课程设计总结报告姓名：组员：指导老师: 时间:

一、课程设计设计目的了解机器人技术的基本知识以及有关电工电子学、单片机、机械设计、传感器等相关技术。初步掌握机器人的运动学原理、基于智能机器人的控制理论，并应用于实践。经过学习，具体掌握智能机器人的控制技术，并使机器人能独立执行一定的任务。基本要求：要求设计一个能走迷宫(迷宫为立体迷宫)的机器人。要求设计机器人的行走机构，控制系统、传感器类型的选择及排列布局。要有走迷宫的策略（软件流程图）。对于走迷宫小车控制系统设计主要有几个方面：控制电路设计，传感器选择以及安放位置设计，程序设计二、总体方案 2.1 机器人的寻路算法选择将迷宫看成一个m*n的网络，机器人经过传感器反馈的信息感知迷宫的形状，并将各个节点的与周围节点的联通性信息存储于存储器中，再根据已经构建好的地图搜索离开迷宫的路径。这里可选择回溯算法。对每个网格从左到右，每个网格具有4个方向，分别定义。并规定机器人行进过程中不停探测前方是否有障碍物，同时探测时按左侧规则，进入新网格后优先探测当前方向的左侧方向。探测过程中记录每个网格的四个方向上的状态：通路、不通或未知，探测得到不同状态后记记录，同时记录当前网

格的四个方向是否已被探测过。若某网格四个方向全部探测过则利用标志位表示该网格已访问。为了寻找到从起点到终点的最佳路径，记录当前网格在四个方向上的邻接网格序号，由此最后可在机器人已探测过的网格中利用Dijkstra算法找到最佳路径。并为计算方便，记录网格所在迷宫中行号、列号。并机器人探索过程中设置一个回溯网格栈记录机器人经过的迷宫网格序号及方向，此方向是从一个迷宫网格到下一个迷宫网格经过的方向。设置一个方向队列记录机器人在某网格内探测方向的顺序。设置一个回溯路径数组记录需要回溯时从回溯起点到回溯终点的迷宫网格序号及方向。考虑到迷宫比较简单，且主要为纵横方向的直线，可采用让小车在路口始终左转或者始终右转的方法走迷宫，也就是让小车沿迷宫的边沿走。这样最终也能走出迷宫。本次课程设计采用此方法。即控制策略为机器人左侧有缺口时，向左进入缺口，当机器人前方有障碍是，向右旋转180°，其余情况保持前进。 2.2 传感器的选择由于需要检测机器人左侧和前方是否有通路，采用红外传感器对机器人行进方向和左侧进行感知。红外避障传感器是依据红外线的反射来工作的。当遇到障碍物时，发出的红外线被反射面反射回来，被传感器接收到，信号输出引脚就会给出低电平提示信号。本机器人系统的红外避障信号采用直接检测的方式进行，直接读取引脚电平。传感器感应障碍物的距离阈值能够经过调节

机器人校本课程纲要讲课讲稿

《机器人》校本课程纲要 xx中学

《机器人》校本课程纲要一、课程简介： 1.开发背景：学校为学生开设了机器人这门课，就是培养学生解决问题和动手的能力。未来社会更需要有实践经验，有新的想法，创造力和新的思考方式。在解决问题的过程中，创新思维是培养解决问题能力的核心，它帮助学生发现多个可能的解决方案，寻找替代方案，挑战假设，并提出新的想法，帮助学生解决问题，使学生们会自觉地学习、获取新知识，从而培养学生了合作能力，提高沟通能力，充分表达思想能力。核心理念是“做中学，玩中学”。它传达的观念是让孩子充分体会学习的乐趣，让孩子成为整个学习的过程中是主导角色。我校机器人教学主要采用乐高机器人EV3的可程序化积木为主，乐高机器人套件最吸引人之处，就像传统的乐高积木一样，玩家可以自由发挥创意，拼凑各种模型，而且可以让它真的动起来。 2．开发教师—— xxx 3．课程名称——可编程机器人 4．授课对象——高一年级学生 5．课程类别——可编程机器人拼装技能与编程能力提升 6．课时安排——每周一节二、课程目标 1．知识与技能：（1）熟练掌握各个部件之间的组合方法（2）根据自己的想象，拼装出有创意的机器人或积木（3）对可编程机器人进行简单的编程操作 2．过程与方法：（1）学会设计、拼装机器人、对机器人进行编程

（2）通过小组合作制作增强学生之间的团队合作意识和创意分享意识 3．情感态度与价值观：可编程机器人除了能给学生带来这些相互促进的能力之外，还可以带来无穷的乐趣。为兴趣而生、在能力中提升兴趣，这些能力都不是刻意去要求的，都是潜移默化的，无形中就学会这样的能力，同时能认识各种机械的运动方式、学习作品中的数学和物理原理、了解机械装置在生活中的应用，在后期通过机械结构，传感应用，程序应用进行研究探索性学习，进入机器人编程阶段，可以培养学生的逻辑思维能力、团队合作能力。三、课程内容 1.机器人发展历史及简单结构拼装 2.讲解教师本人利用废旧的材料搭建一个机器人模型 3.熟悉各个零件的名称和作用 4.认识乐高机器人积木及基本零件识别 5.组装简易机器人 5. 传动装置的功能和作用 6. 建筑的建构 7. 搭建一个简单的小车 8. 乐高机器人编程环境介绍 9. 了解各个传感器 10. 超声波传感器的应用 11. 触动传感器的应用 12. 为小车进行编程 13.小组合作进行创意触碰小车搭建 14.为搭建的触碰小车进行编程 15.利用超声波搭建一个壁障小车 16.为壁障小车进行编程四、具体实施 1.教学环境：机器人教室。

工业机器人技术课程总结()

工业机器人技术课程总结任课：班级：学号：姓名：之前在工厂实习见识和操作过很多工业机器人，有焊接机器人，涂装机器人，总装机器人等，但是学习了盖老师教授的工业机器人课程，才真正算是进入了工业机器人的理论世界学习机器人的相关知识。以下是课程总结。一、第一章主要是对机器人的概述，从机器人的功能和应用、机器人的机构以及机器人的规格全面呈现学习机器人的框架。研制机器人的最初目的是为了帮助人们摆脱繁重劳动或简单的重复劳动，以及替代人到有辐射等危险环境中进行作业，因此机器人最早在汽车制造业和核工业领域得以应用。随着机器人技术的不断发展，工业领域的焊接、喷漆、搬运、装配、铸造等场合，己经开始大量使用机器人。另外在军事、海洋探测、航天、医疗、农业、林业甚到服务娱乐行业，也都开始使用机器人。本书主要介绍工业机器人，对譬如军用机器人等涉及不多。机器人的机构方面，主要介绍了操作臂的工作空间形式、手腕、手爪、和闭链结构操作臂。工作空间形式常见的有直角坐标式机器人、圆柱坐标式机器人、球（极）坐标式机器人、SCARA机器人以及关节式机器人。手腕的形式也可分为二自由度球形手腕、三轴垂直相交的手腕以及连续转动手腕。同时手爪也可分为夹持式手爪、多关节多指手爪、顺应手爪。机器人的其他规格主要介绍驱动方式、自动插补放大、坐标轴数、工作空间、承载能力、速度和循环时间、定位基准和重复性以及机器人的运行环境。第一章的内容主要是对机器人各个方面有个简单的介绍使机器人更形象化和具体化。工业机器人定义为一种拟人手臂、手腕和手功能的机电一体化装置，能将对象或工具按照空间位置姿态的要求移动，从而完成某一生产的作业要求。工业机械应用：主要代替人从事危险、有害、有毒、低温和高热等恶劣环境中的工作；代替人完成繁重、单调重复劳动。它带来的好处：减少劳动力费用提高生产率改进产品质量增加制造过程柔性减少材料浪费控制和加快库存的周转消除了危险和恶劣的劳动岗位。机器人的直角坐标型：结构简单；定位精度高；空间利用率低；操作范围小；

FANUC机器人培训总结

FANUC机器人培训总结经过一个星期的培训，让我对FANUC机器人有了更深的了解，一下事我在这一周内学到的知识。一、机器人系统的组成：由机器人、控制柜、系统软件及周边设备组成。二、坐标介绍： JOINT：J1、J2、J3、J4、J5、J6。 XYZ：WORLD，JGFRM，USER（用户自定义前，该三种坐标位置与方向完全重合） TOOL：三、坐标系设置一、工具坐标系定义：直角坐标系定，定义TCP点的位置和姿态 1、缺省设定的工具坐标系的原点位于机器人J6轴的法兰上。根据需要把工具坐标系的原点移到工作的位置和方向上，该位置叫工具中心点TCP（toolcenterpoint）。 2、工具坐标系的所有测量都是相对于TCP的，用户最多可以设置10个工具坐标系，它被存储于系统变量 $MNUTOOLNUM。 3、设置方法三点法六点法直接输入法二、用户坐标系定义：程序中记录所有位置信息的参考坐标系，用户可定义该坐标系。 1、可于任何位置一任何方法设置的坐标系。 2、最多可以设置9个用户坐标系，它被存储于系统变量$MNUFRAME。 3、设置方法三点法四点法四、直接输入法

五、程序的管理一、创建程序 1、按select键显示程序目录画面； 2、选择f2create（创建）； 3、移动光标选择程序命名方式，在使用功能键（F1-F5）输入程序名； 4、按ENTER键确认。按F3EDIT进入编辑界面。二、选择程序 1、按SELECT键显示程序目录画面； 2、移动光标选中需要的程序； 3、按SETER键进入编辑界面。三、删除程序 1、按SELECT键显示程序目录画面； 2、移动光标选中要删除的程序名 3、按F3DELETE键出现delectok？； 4、按F4YES，即可删除所选程序。四、复制程序 1、按SELECT键显示程序目录画面； 2、移动光标选中要被复制的程序名； 3、若功能键中COPY项，按NEXT键切换功能键内容； 4、按F1COPY； 5、移动光标选择程序命名方式再使用功能键（F1-F5）输入程序名； 6、程序名输入完毕，按ENTER键确认。会出现copyok？ 7、按F4YES键，即可。五、查看程序属性 1、按SELECT键显示程序目录画面； 2、移动光标选中要查看的程序； 3、若功能键中无DETAIL项，按NEXT键切换功能键内容。

机器人兴趣小组活动总结与反思

机器人兴趣小组活动总结与反思时间过的真快，转眼就又到年底了，经过了一学期机器人活动小组的教学，感觉大家的收获还是很大的。这学期的机器人活动兴趣班主要是由四、五年级的学生所组成的。对于四年级的学生来讲，学习操作机器人还是有些困难，难能可贵的是，这帮孩子很听话，很好学，很乐学，进步令人欣慰。要想操控好机器人必须具备三个条件，一是要有好的遥控操作基础，能够熟练地操控遥控器；二是要对机器人的结构比较熟悉和了解；三是还要有理解程序能力与善于动手维修的能力。本来以为四年级的学生在这些方面都比较陌生，可是令我意外的是，每当讲解过后，他们也能知晓一二，并且兴趣很浓厚。于是，我在接下来的培训活动中间，着意对四年级孩子们多倾斜了点，希望他们早日成长。这次与孩子们一起开展机器人兴趣活动，没有像以前那样先教孩子们一个个熟悉机器人软件的使用，也没有谈太多的理论知识。因为总结以前的经验，我发现这些对于小学阶段的的孩子们都不太适合，在他们这个好奇心强、持续性短的年龄阶段，他们习惯的就是见识真实的、能看的见、摸得着的机器人，并且有机会能很快自己动手做出来，亲自操控它。根据孩子们的这种年龄和知识特点，我选择了这样的教学方法，那就是不直接讲解程序的设计与程序的意图，而是在一次次简单的机器人操作中让孩子们来感知程序的存在和重要性，并想知道程序到底是怎么样来帮助人实现自己的意图，让机器人按照自己的意图行动和完成任

务的。用任务驱动式的教学方法来引导孩子们参与机器人活动，激发兴趣，保持兴趣。经过这学期的学习活动，孩子们从刚开始时自己头脑中想象的、不具体的机器人开始，到现在都已经掌握了操控机器人的方法与知识。如对机器人结构的了解，对遥控器与机器人运动方式的掌握，对竞赛规则的学习，对竞赛实战的模拟。还有个别孩子表现很是突出，在数百人的观摩现场都能游刃有余的操控机器人进行比赛，真是很棒的。当然，活动小组也有些准备不充分、考虑欠周到的地方，比如，刚开始时，时间定在周二、周三、周四中午，但是由于后来我要参与学校的青年夜校学习，又不得不改在了周三和周五的中午，看到现在孩子们的表现，又自责刚开始时对四年的孩子们估计过低，不过，两位高年级的老队员表现很不错，为活动小组的开展做了不少的贡献，看着孩子们一天天的成长起来，为这些聪明的孩子感到骄傲的同时，也感觉到自己肩膀上的担子的分量日益加重，在接下来的一学期里我将继续努力准备与组织好孩子们参与和学习机器人的活动，同时也要积极更新自己的知识与技能，与孩子们一起成长。

机器人校本课程说课稿

《人工智能、我也行》 ——校本课程说课稿宣化五中郭志坚各位老师：大家好！我说课的题目是《人工智能、我也行》。我将从以下几个方面进行说课：课程背景、课程器材、课程培养目标、实施方案、课程评价、课程的实施过程与方法、取得的成绩、效果与反思。一、说课程背景。青少年是未来世界的主人，接触、了解和关心科技领域的最新成就及其发展，可以开阔眼界，激发兴趣，提升学科学、爱科学、用科学的责任感。目前，在高科技研究领域，智能机器人是引领风骚的项目，很受青睐。让机器人去实现人类千百年的梦想，诸如太空穿梭、海底探险、危险救援等，会给孩子们带来极大的吸引力,而且它涉猎了数学、物理、化学、生物、机械、电子、材料、计算机软件、硬件、人工智能等多领域的科学与技术知识。早在2001年中国青少年机器人竞赛活动就被列入面向21世纪青少年的系列科技创新活动之一。教育部与乐高集团签署“技术教育创新人才培养计划”于 2010年正式启动，许多地方利用乐高机器人开展通用技术课程。二、说活动器材和编程软件我校教学用机器人选用LEGO NXT机型，LEGO机器人以积木式搭建为主。搭建机器人的主要零件有：微控制器、动力、传感器、齿轮及一些积木块。编程方面，使用图形化编程软件，该软件入门起点低，拓展面广，循序渐进，整个编程界面只使用了43个命令图标，编程速度更快，功能更强大。学生只用十分钟可以很轻松上手。这种编程有利于学生图形化思维方式的开发，使学生更关注程序中的逻辑关系三、说课程培养目标机器人是一门交叉性很强的综合学科，涉及到许多基础学科，包括数学、运动学、动力学、仿生学、计算机、控制理论、人工智能等，以多种学科理论为基础。在解决问题的过程中，创新思维是培养解决问题能力的核心，它帮助学生发现多个可能的解决方案，寻找替代方案，挑战假设，并提出新的想法，帮助学生解决问题，使学生们会自觉地学习、获取新知识，从而培养学生了合作能力，提高沟通能力，充分表达思想能力。核心理念是“做中学，玩中学”。它传达的观念是让孩子充分体会学习的乐趣，让孩子成为整个学习的主导角色。具体目标如下：（一）知识与技能 1．知道机器人的历史、发展，分类和应用， 2．了解机器人对人类社会的价值。 3．了解机器人的结构组成、基本原理和相关知识。 4．能够完成几种简单机器人的设计与组装；学会流程图的简单编程；综合测试会调整。（二）过程与方法 1．经历简单的设计过程，初步体验设计的思想。

机器人创新设计课程总结

机器人创新设计课程总结机器人创新设计课程总结苏登自动化1509 学号20213800 记得当初选择机器人创新设计这门课程有很多原因，其一是自己喜欢机械结构，对和机械自动化有关的课题感兴趣，还有一个原因是刚刚看完BAYMAX这部好评如潮的电影，被其中各色各样的机器人所打动。在选择这门课程时心里还是有一些犹豫，担心自己在这方面毫无基础，难以跟上课程进度，再者担心考试太难，拿不到好成绩。然而事实证明，我当初选择这门选修课的决定是正确的，期间不但接触到了最新的机器人概念和进展，还认识到了专业的老师，很多有想法有能力的朋友，最重要的是我完全是因为兴趣而不是为了完成修学分的任务，因此哪怕期间有所困难，哪怕偶尔感觉枯燥，我都觉得没有白费时间。如果说这门课程给我留下的最深的印象是什么，我的总结是：实践，参与。机器人不是纸上谈兵的东西，机器人从开端到如今的繁荣，都是一个个实验，一个个失败铸造的结果。对此，我对我们的指导老师李海龙老师深感敬佩。短短半个学期的时间，不多的上课机会，李海龙老师拿出两节课的时间给我们做课堂展示，又拿出两节课的时间给我们组装，展示机器人，更不用说课下我们在网上查找资料，为机器人编程这类直接接触机器人

的时间。很多人把选修课看作水课，我想说的是，咋们的机器人创新设计不是水课。在课堂展示的PPT中，我负责的是智能机器人这一部分。期间花了很多的时间上网查找资料。在我以往的印象中，真正智能的机器人应该可以具有自我学习的功能，而不仅仅是依靠事先储存的数据。比如可以自己根据实际问题，根据发生过的事件自动储存记忆更新数据库。在我整理完智能机器人这一部分的资料后，我发现现在的机器人技术尚未达到这一高度，机器人做出的判断也仅仅只是基于现有的数据，无法自己学习，更不用说产生灵感之类的智慧了。舍友问我：“你上网查这些资料有什么意义？”，可能这些东西不会对我产生直接的影响，但是作为自动化的学生，在以后系统地接触到机器人的时候，甚至自己有点小小的成绩的时候，我可以在心里提醒自己：我离真正的智能机器人还差的很远。正如乔布斯所说，当初我在大学选修书法课，我看不到任何的直接作用，但是若干年后，我把在书法上的知识运用到了苹果电脑里，如果当初我没有选择书法课，那么现在你们的电脑里就不会有如此美丽的字体。为自己的兴趣，为团队的成果而投入地做一件事情，本来就非常值得。认清团队的力量，这是我在机器人创新设计课程上的第二个收获。在最后的机器人组装上，没有专门的讲解，仅仅是一百四十多页的图纸。然而在这种情况下，我们的组长曹旭分工明确，组装的工作进行的井井有条，期间有各种错误，盲区，但是我们

工业机器人技术课程总结()

机器人课程学习心得体会

机器人学习心得

机器人校本课程教材

哈工大机器人技术课程总结

《虚拟机器人》校本课程活动教案

机器人技术期末总结

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机器人校本课程纲要讲课讲稿

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FANUC机器人培训总结

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机器人校本课程 说课稿

机器人创新设计课程总结

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