《隋書》里曾記載了一個(gè)機(jī)器人的故事：“……帝猶恨不能夜召，于是命匠刻木偶人，施機(jī)關(guān)，能坐起拜伏，以像于抃。帝每在月下對(duì)酒，輒令宮人置之于座，與相酬酢，而為歡笑。[5]實(shí)驗(yàn)室定位于為中國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展、國家安全和重大科學(xué)工程提供所需要的機(jī)器人技術(shù)與系統(tǒng)，研究機(jī)器人學(xué)基礎(chǔ)理論與方法、發(fā)展可行技術(shù)和平臺(tái)樣機(jī)系統(tǒng)，培養(yǎng)和匯聚從事機(jī)器人學(xué)研究的高水平人才，推動(dòng)中國先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)與系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展?！睓C(jī)器人（Robot）是一種能夠半自主或全自主工作的智能機(jī)器。歷早的機(jī)器人見于隋煬帝命工匠所營造的木偶機(jī)器人，施有機(jī)關(guān)，有坐、起、拜、伏等能力。 [1] 機(jī)器人具有感知、決策、執(zhí)行等基本特征，可以輔助甚至替代人類完成危險(xiǎn)、繁重、復(fù)雜的工作，提高工作效率與質(zhì)量,服務(wù)人類生活,擴(kuò)大或延伸人的活動(dòng)及能力范圍。 [2]

現(xiàn)在雖然還沒有一個(gè)嚴(yán)格而準(zhǔn)確的機(jī)器人定義，但是我們希望對(duì)機(jī)器人的本質(zhì)做些把握：機(jī)器人是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。3個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)相互獨(dú)立，沒有耦合，運(yùn)動(dòng)學(xué)求解簡單，不產(chǎn)生奇異狀態(tài)。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類的工作。它是整合控制論、機(jī)械電子、計(jì)算機(jī)、材料和仿生學(xué)的產(chǎn)物，在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)、建筑業(yè)甚至軍事等領(lǐng)域中均有重要用途。 [3] 分類編輯關(guān)于機(jī)器人的分類，國際上沒有制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，從不同的角度可以有不同的分類。 [3] （1）按照機(jī)器人的發(fā)展階段分類 [3] ①代機(jī)器人：示教再現(xiàn)型機(jī)器人。

圖1-1 直角坐標(biāo)型機(jī)器人 [3] a.結(jié)構(gòu)簡單，直觀，剛度高。多做成大型龍門式或框架式機(jī)器人。 [3] b. 3個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)相互獨(dú)立，沒有耦合，運(yùn)動(dòng)學(xué)求解簡單，不產(chǎn)生奇異狀態(tài)。1920年，捷克作家卡雷爾·凱佩克（KarelCapek）發(fā)表了科幻劇本《羅薩姆的機(jī)器人》。采用直線滾動(dòng)導(dǎo)軌后，速度和定位精度高。 [3] c.工件的裝卸、夾具的安裝等受到立柱、橫梁等構(gòu)件的限制。 [3] d.容易編程和控制，控制方式與數(shù)控機(jī)床類似。 [3] e.導(dǎo)軌面防護(hù)比較困難。移動(dòng)部件的慣量比較大，增加了驅(qū)動(dòng)裝置的尺寸和能量消耗，操作靈活性較差。

機(jī)器人操作臂的定位精度是根據(jù)使用要求確定的，而機(jī)器人操作臂本身所能達(dá)到的定位精度，取決于定位方式、運(yùn)動(dòng)速度、控制方式、臂部剛度、驅(qū)動(dòng)方式、緩沖方法等因素。 [3] 工藝過程的不同，對(duì)機(jī)器人操作臂重復(fù)定位精度的要求也不同。從這一定義出發(fā)，森政弘又提出了用自動(dòng)性、智能性、個(gè)體性、半機(jī)械半人性、作業(yè)性、通用性、信息性、柔性、有限性。不同工藝過程所要求的定位精度見表2-1。 [3] 表2-1 不同工藝過程的定位精度要求


當(dāng)機(jī)器人操作臂達(dá)到所要求的定位精度有困難時(shí)，可采用輔助工夾具協(xié)助定位的辦法，即機(jī)器人操作臂把被抓取物體送到工、夾具進(jìn)行粗定位，然后利用工、夾具的夾緊動(dòng)作實(shí)現(xiàn)工件的后定位。