文档介绍：第二章 机器人基础知识
一、机器人系统
. 机器人的主要特点：
“通用性”与“适应性”是其二主要特点。
(1)通用性（versatility）：在机械结构上允许机器人执行不同的任务或以不同的方式完成同一 对简单机器人：一般只含有固定的程序。
对先进机器人：一般采用程序可编的小型计算机，微型计算机或微处理器，作为“机器人”的脑子。
机器人的控制系统对其执行机构发出如何动作的命令。不同发展阶段的机器人和不同功能的机器人，所采取的控制方式和水平是不相同的。例如，在工业机器人中，有点位控制和连续控制两种方式。最新和最为先进的控制是智能控制技术。
第2章 机器人基础知识
一般来说，机器人的控制系统内存储的信息有：
①机器人动作模型：表示执行装置在激发信号与随之发生的机器人运动之间的关系。
②环境模型：描述机器人在可达空间内的每一事物。如，哪些区域存在障碍物而不能对其起作用。
③任务程序：使计算机能够理解其所要执行的作业任务。
④控制算法：计算机指令的序列，它只提供对机器人的控制以便执行所要作的工作。
（4）机器人的智能系统
所谓智能，是指人的智慧和能力，就是人在各种复杂条件下，为了达到某一目的，能够做出正确的决断，并且实施和成功。在机器人控制技术方面，科学家一直企图将人的智能引入机器人控制系统，以形成其智能控制，达到在没有人的干预下，机器人能实现自主控制的目的。机器人智能系统由两部分组成：感知系统和分析-决策智能系统。
感知系统主要靠具有感知不同信息的传感器构成，属于硬件部分，包括视觉、听觉、触觉以及味觉、嗅觉等传感器。在视觉方面，目前多是利用摄像机作为视觉传感器，它与计算机相结合，并采用电视技术，使机器人具有视觉功能，可以“看到”外界的景物，经过计算机对图像的处理，就可对机器人下达如何动作的命令。这类视觉传感器在工业机器人中，多用于识别、监视和检测。
第2章 机器人基础知识
机器人的分析-决策智能系统，主要是靠计算机专用或通用软件来完成，例如专家咨询系统。
目前，一些发达国家都在加紧新一代机器人的研制工作。例如，日本住友公司研制出具有视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉5种感知功能的机器人，它内部装置了14种微处理器，有很强的记忆功能，一次接触就可以记住人的声音和面貌。再如，美国斯坦福大学研制成功的机器人警察“罗伯特警长”，当它发现窃贼时，会立即发出报警信号，并且穷追不舍，一旦抓住了窃贼，它就立即向窃贼脸上喷出麻醉气体，使之昏迷。
综上所述，机器人的构造与人类相比，目前机器人没有呼吸系统，尚不具备生殖系统、没有类人的肌肉和皮肤，其余，从功能方面讲，都可以互相对应起来。据机器人专家预测，未来的机器人可能会与生物人难以区别。
第2章 机器人基础知识
（5）环境
一般将机器人所处的周围环境、工作对象、障碍
等（外传感器感知的对象）称为环境；
（6）任务
环境的两种状态（初始状态和目标状态）间的差
别；
第2章 机器人基础知识
基本结构图
简化结构图
机器人自由度DOF(degree of freedom)
自由度是机器人的一个重要技术指标，由机器人的结构决定，直接影响机器人的机动性。
（1）刚体的自由度
一个简单物体有六个自由度。物体能进行的运动有三个平移，三个旋转。
当两个物体间确定了某种关系时，一物体就对另一物体失去一些自由度。
刚体的自由度
（2）机器人的自由度：
表示机器人动作灵活的尺度。一般以轴的直线移动、摆动或旋转动作的数目来表示。
●要求：机器人能以准确的方位（位置与方向）把它的端部执行装置或与它连接的工具移动到给定点。
●如事先不知机器人的用途，机器人最少应有6个自由度。
●有时可以减少部分自由度如a图,只要求对小球定位。局部自由度不记入机器人的自由度。
(a)
●b图中：对于固定底座来说：
★点A没有自由度
★点B有二个自由度
★点C有三个自由度
★如果确定D的位置，那么用于转动D的关节C在理论上是冗余的。这时，可以认为关节c没有自由度了，但具有机动度（degree of mobility）。
(b)
．机器人的分类
关于机器人如何分类，国际上没有制定统一的标准，有的按负载重量分，有的按控制方式分，有的按自由度分，有的按结构分，有的按应用领域分。一般的分类方式是：
（1）按机械和几何结构来分：
●柱面坐标系机器人（cylindrical coo