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第1章绪论
基本定义与发展沿革
机器人、工业机器人、机械手、机器人学、机器人三原则、机器人发展史。
机器人的分类
按驱动形式分；按用途分；按智能水平分。
涉及的技术
操作臂技术；移动技术；感知技术；自主控制技术。
机器人的优缺点
优点：可高精度地重复、持续工作；无特殊工作环境要求（照明、空调、噪音、有毒、 有害、危险）；具有人类在某些领域不具备的能力。
缺点：替代人后产生经济与社会问题；缺乏应变能力；研发、制造、使用费用大。
机器人的组成
机器人的执行机构、控制系统、驱动装置、感知反馈系统。
机器人的构型（坐标类型）
直角坐标型（3P）；圆柱坐标型（R2P）；球坐标型（2RP）；关节坐标型（3R）；平面
关节型（SCARA）o
机器人的性能要素
自由度数；负载能力；运动范围与速度；精度与重复精度；控制模式；其它动态特性
（柔顺性、稳定性）。
复习与补充——矩阵及其运算
矩阵的概念
定义；矩阵类型(行矩阵、列矩阵、方阵、零矩阵、对角矩阵、单位矩阵、数量矩阵、 转置矩阵、可逆矩阵、同型矩阵、阶梯矩阵、三角矩阵、正交矩阵、对称与反对称矩阵、
伴随矩阵、幕等矩阵、幕零矩阵、幺幕矩阵)。
矩阵计算
加(减)法：交换律——A+B=B+A、 A+ (-B) = (-B) +A；
结合律——A+ (B+C) = (A+B) +C-
加法规则：和元素等于对应位被加数元素与加数元素的和值，即Hy=Ay+Bij 前提：被加数与加数属于同型矩阵。
乘法：数乘
矩阵乘法——C=AxB夭BxA
乘法规则：A=(aij)mXn、 B=(bij) nXp、 C=(cy) mxp
n
Cij = y,aik^ki = aii^ij + ai2^2j +L + ainbnj-
k=l
(i=l,2, ,m ; j=l,2, ,P)
前提：被乘数的列数与乘数的行数相等；被乘数与乘数不能随便更换位置。
矩阵乘幕——C=An=A]XA2x……xAn (Aj= An, i=l,2,...,n)
前提：只有方阵才能做乘幕计算。
矩阵的分块计算
方阵的行列式计算
方阵的逆矩阵计算
线性方程组的矩阵表达——Ax = b
a\\
an •
'• Qin
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9
b =
5
A =
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九_
a i L ml
a o • m2
'• amn_
齐次坐标
齐次坐标系的定义：原点——[0 0 0 0]T ,0X轴——[1 000]T,
0Y 轴——[0 1 0 0]T, OZ 轴——[0 0 1 0]T
平面的齐次坐标：S=\_abcdl
点的齐次坐标:P=[xyzw]T,
X
f<0在平面的下方
点面关系：SP = [a b c ' - ax + by + cz +dw < = 0 在平面之中
7
' 卜0在平面的上方
常用的矢量乘积公式
(1)点积：a • ax bx+ ay by+ az 如;
i j k
叉积:axb= ax ay az = {aybz -azby)i + (azbx -axbz)j + {axby -aybx)k bx 近 bz
第2章工