为了控制工业机器人 ( 机械臂 ) 的运动，首先需要在机器人中建 立相应的坐标系。机器人运动学主要研究机器人各个坐标系之间的 运动关系，是机器人进行运动控制的基础。那么，机器人运动学研 究包含哪些问题呢？我们该如何去解决呢？ 本 节 导 入 在工业机器人控制中，先根据工作任务的要求确定手部要到达的目 标位姿，然后根据逆向运动学求出关节变量，控制器以求出的关节变量 为目标值，对各关节的驱动元件发出控制命令，驱动关节运动，使手部 到达并呈现目标位姿。 逆向运动学 工业机器人控制的基础 正向运动学 又是逆向运动学的基础 工业机器人相邻连杆之间的相对运动 旋转运动、平移运动 这种运动体现在连接两个连杆的关节上 坐标变换 物理上的旋转运动或平移运动 在数学上可以用矩阵代数来表达 旋转运动 → 旋转变换 平移运动 → 平移变换 坐标系之间的运动关系可以用矩阵之间的乘法运算来表达。用坐标 算来表达。用坐标 变换来描述坐标系 ( 刚体 ) 之间的运动关系是工业机器人运动学分析的 基础。在工业机器人运动学分析中要注意下面四个问题： 工业机器人操作臂可以看成是一个开式运动链，开链的一端固定在机座上， 另一端是自由的。 在开链机构简图中，关节符号只表示了运动关系。 为了研究操作臂各连杆之间的位移关系，可在每个连杆上固连一个坐标系， 然后描述这些坐标系之间的关系。 在轨迹规划

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球坐标机器人 • 关节机器人 • 笛卡尔坐标机器人 球坐标系机器人 A 纯球状 机械臂的上臂和前臂相连，该枢轴常称为肘关节，允许前臂 转动角度 α ；上臂与基座相连，与基座垂直的面内的运动可 绕此肩关节进行角度 φ ；而基座可自由转动，因而整个组合 件可在与基座平行的平面内移动角度 θ ，具有这类结构的机 器人的工作包络范围大体上是球状的。 优点：机械臂可以方便灵活的到达机器人基座附近的地方， • 机械刚度比其它大多数机械手大。 缺点：工作范围受到的限制较大。 2 、工业机器人的分类 2 、工业机器人的分类 运动学链系代替纯圆柱状机器人中 的单一轴部件。 这种机器人有精密且快速的优点， 但一般垂直作用范围有限（ Z 方向 ），通常 Z 轴运动用一简单的气缸 或步进电机控制，而其它轴则采用 较精巧的电气执行器（如伺服电机 ）。 z r1 r2 r3 腕的 横滚 2 悬臂笛卡尔式 • 从支撑架伸出的长度有限， 刚性差，但其工作空间所受 约束较其它机器人所受的约 束少，故重复性和精度高； • 其坐标更近乎自然状态，故 编程容易； • 但有些运动形式，由于需要 大量计算，此结构可能较难 完成，如方向与任何轴都不 平行的直线轨迹。 x z 腕的俯仰 腕的偏摆 腕的偏摆 腕的横滚 腕的横滚 2 、工业机器人的分类 • 柱坐标机器人

公共部分 工作装置 操作简单、易于掌握 示教再现过程很快 示教之后即可应用 随时监视机器人动作 避免发生错误指令 编程占用机器人作业时间 难以与其他操作同步 很难规划复杂的运动轨迹 以及准确的直线运动 难以与传感信息相配合 机器人语言编程是指采用专用的机器人语言来描述机器人的动作 轨迹。机器人语言编程实现了计算机编程，它具有良好的通用性，同 一种机器人语言可用于不同类型的机器人。此外，机器人编程语言可 床中编制数控加工程序非常相似。一些离线编程系统带有仿真功能， 这使得在编程时就可解决障碍干涉和路径优化问题。 3 、离线编程 离线编程 为了使机器人能够进行再现示教的动作，就必须把机器人运动命令 编成程序。控制机器人运动的命令就是移动命令。在移动命令中，记录 有移动到的位置坐标、插补方式、再现速度等参数。 空走点 / 作业点 机器人再现时，决定从当前程序点到下一个程序点是否实施作业 空走点 程 需 要 实 施 作 业 ， 主 要 用 于 作 业 开 始 点 和 作 业 中 间 点 两种情况 机器人语言提供一种通用的人与机器人之间的通信手段。它是一 种专用语言，用符号述机器人的运动，与常用的计算机编程语言相似。 1 、工业机器人语言的发展概况 1975 年 IBM 公司研制出 ML 语言 随后又研制出 AUTOPASS 语言 1974 年 在 WAVE 语言的基础上开

控制系统也有许多特殊之处，如下： 多关节 联动控制 每个关节由一个伺服系 统控制，多个关节的运 动要求各个伺服系统协 同工作以实现联动控制 基于坐标变换的 运动控制 工业机器人的空间点位 运动控制，需要进行复 杂的坐标变换运算，以 及矩阵函数的逆运算 复杂的 数学模型 其数学模型是一个多变 量、非线性和变参数的 复杂模型，控制中经常 使用复杂控制技术 Control System ) 分布式结构 对于具有多自由度的工业机器人而言，当轴的数量增加到使控制算 法变得很复杂时，其控制性能会恶化，甚至可能会导致系统的重新设计。 与之相比，分布式结构的每一个运动轴都由一个控制器处理，这意 味着，系统有较少的轴间耦合和较高的系统重构性。 分布式控制系统的优点在于： ● 系统灵活性好，控制系统的危险性降低 ● 采用多处理器的分散控制，有利于系统功能的并行执 机器人操作系统，是工业机器人控制系统的“软部分”，实质上都是采 用了嵌入式实时操作系统。 工业机器人的驱动系统是直接驱使各运动部件动作的机构，对工业 机器人的性能和功能影响很大。工业机器人驱动方式主要有：液压式、 气动式和电动式。 电动驱动 利用各种电动机产生的力矩和力， 直接或间接地驱动机器人本体以获得机器人的各种运动的执行机构 气动驱动 以压缩空气为动力源驱动， 气动执行机构包括气缸、气动马达 液压驱动

吸引更多资源、企业向产业聚集； 支持石家庄市、廊坊市聚焦物流配送新模式，重点打造大 型无 人机支线物流、无人机末端配送等应用场景； 支持衡水市、保定市围绕低空旅游、航空运动、私人飞 行和公 务航空等航空消费，大力推广轻型运动飞机、特效飞行器；支持雄安新区围绕城市无人机末端配送、 城际无 人机运输、白洋淀水域空中游览等应用场景，打造低空经济增长新极点。依托现有发展基础及未来发 展方向， 遴选典型应用场景试点城市， 鼓励开展低空文旅体育活动 。支持航空运营企业开发低空旅游和航空运动项目 。鼓励有关部门发放低空 旅 游消费券，鼓励旅行社开展低空旅游业务，与各景区、通用机场合作开发观光旅游、主题游、体验游等 业态 和产品。依托景区建立飞行营地、垂直起降点， 开展轻型固定翼、直升机 、热气球等低空飞行体验活 动，支 持航空跳伞等航空体育运动发展 。支持企事业单位 、协会 、高校等单位在沧举办各类低空赛事活 区、 阿拉善 盟） 8 空旅游产品， 建立低空飞行营地， 打造“森林飞” 、“草原飞” 、“大漠飞” 、“黄河飞” 、“长城飞”等低空文旅航 线 品牌 。鼓励生态型旅游景区开展空中游览 、航空运动 、飞行体验等低空飞行旅游和飞行表演活动 。支 持兴安 盟开展空地联动的红色文化旅游 、乌兰布统航空旅游嘉年华等活动。 9. 城市交通：在呼包鄂低空经济发展圈先行先试，着力培育商务出行、空中摆渡、私人包机等载人空中交通新

工信部等部门 《新产业标准化领航工程实施方案 (2023-2035 年习》 研制人形机器人相关标准，涵盖术语、核心零部件 范 、 决策、运动控制、安全和应用等方面，推动行业规 2023 年 4 月 网 等 《关于推进 IPV6 技术滴进和应用创新发展的实施意见》 推动 EngineeΓed Arts 为 Ameca 接入 GPT:3/4 增强了其语言的灵活性并增强了其面部表情 , > 2023 年，中国傅利叶推出 GR-1 通用人形机器人，多模态大模型、高度仿生的躯干构型、拟人的运动控制；宇树科 技 UnitΓee H1 发布；智元机器人远征 A1 发布 , > 2023 年 8 月，谷歌 DeepMind 推出机器人模型 Roboiics Transformer 2 (RT-2) 复杂的任务； > 超级智能阶段：理论上将具备超越人类的智能水平，能够进行创新和自我意识的决策。 ■ 具身智能的核心技术 □ 具身智能的三大核心要素 > 本体：智能体的物理载体，具备感知、运动和操作能力。本体的形态和功能直接影响智能体的任务执行能力。 > 智能：负责感知、理解、决策和控制的核心模块，通常由多模态大模型 ( 如 LLM 、 VLM) 驱动。通过整 合视 觉、

内部传感器 外部传感器 传感系统 （ 1 ）内部传感器 用于确定机器人在其自身坐标系内的姿态位置，是完成机器人运动控制 ( 驱动系统及执行机械 ) 所必需的传感器，多数是用于测量位移、速度、加 速度和应力的通用型传感器。 如：为测量回转关节位置的轴角编码器、测量速度以控制其运动的测速计 （ 2 ）外部传感器 用于检测机器人所处环境、外部物体状态或机器人与外部物体 ( 即工作对 象 ) 工业机器人的传感器按检测对象的不同分类 触觉传感器 力觉传感器 接近觉传感器 听觉传感器 嗅觉传感器 温度传感器 视觉传感器 内部传感器 外部传感器 传感器 位置检测传感器 运动检测传感器 确定位置和角度 任意位置和角度 速度和加速度 速度和角加速度 姿态 立体 平面 工业机器人用于执行各种加工任务，不同的任务对工业机器人提出 不同的要求。例如，搬运任务和装配任务对传感器要求主要是力觉触觉 机器人控制需要采用传感器检测机器人的运动位置、速度、加速 度等。除了较简单的开环控制机器人外，多数机器人都采用了位置传 感器作为闭环控制的反馈原件。 机器人根据位置传感器反馈的位置信息，对机器人的运动误差进 行补偿。不少机器人还装备有速度传感器和加速度传感器。 加速度传感器 可以检测机器人构件受到的惯性力，使控制能够补 偿惯性力引起的变形误差。 速度传感器 用于预测机器人的运动时间，计算和控制由离心力引

联 动 用 户 账 号 体 系 内 容 管 理 标 签 管 理 校园业务后台 总体方案 饮食推荐 智能照明 场景 室内环境 指标监控 场景 健康睡眠 场景 儿童饮水 场景 运动体能 场景 兴趣区角 分析场景 互动教学 场景 安全守护 场景 家园互通 场景 硬件 场景 服务 安全 健康 底层需求 数据可视化、异常提醒、亮点发现、家园互通、数据对比、趋势分析、疫情检测、设备控制、日志分析 园等幼儿园一日常规流程，中间穿插宝宝参与的活动行为，如晨检、喝水、 运动、精彩抓拍瞬间，全方位呈现宝宝一天情况 价值： （ 1 ）向家长呈现宝宝的在园表现，让家长更了解孩子，传递亲子情感和 家庭关怀 （ 2 ）对今天数据进行分析，总结出“闪光点”和“关怀提醒”两方面的事件， 方便对孩子进行鼓励和行为引导 5.3 、晨检 5.4 、饮水 5.5 、运动 5.6 、午休 5.7 、环境 概述： 1. 根据教室面积，合理的部署 概述： 展示园所两餐两点的菜谱以及对应的营 养成分，并根据多维数据进行晚餐推荐 价值： 结合小孩生长发育情况、运动睡眠 情况、天气季节、当天营养摄入等 提供晚餐推荐指导。大数据推荐算法 融入儿童生长发育知识、食物疗效属性 知识，考虑季节、气候、个人生长发育 情况、运动情况、睡眠情况、当天营养 摄入情况等多维数据 5.9 、家校互通——班级动态 概述： 老师发布的班级动态照片，利用人脸识

探索社区居家养老新模式 Page 34 印艺业务 健康养老全程解决方案 ① 政府养老 ② 社区居家养老 ③ 养老机构 健康养老信息化 医疗、健康、社区管 理、急救、康复、日间 照料、送餐、超市配 送、运动 个性化需求及健 康服务 ① ② 社区养老日 常服务系统 软件开发及定制 ③ 家庭远程健康 监测、健康养老 服务系统 老年人信息档案 系统 社区健康养老一 站式服务中心 家庭远程健康 监测、健康养老 服务系统 家用监护仪 血糖仪 指甲式血氧仪 手持多参数测量仪 腕式运动监测仪 社 区 养 老 常 日 服 务 资 源 Page 35 社区养老健康服务资源 健康 监测 金融 服务 康复 运动 慢病 管理 健康 监测 金融 服务 康复 运动 慢病 管理 家政 服务 营养 配餐 日常 护理 超市 配送 药品 配送 体检 预约 主题健康生活方式问卷 • 健康指数测试 • BMI 测试 • 糖尿病发病风险 • 缺血性心脑血管疾病风险 • 冠心病风险 • 心房颤动后中风 • 健康风险评估 • 健康生活方式评估 • 饮食推荐、运动卡路里 • 步行计划、跑步计划 • 顾问指导 • 亲情快递 • Mytrip 全国虚拟跑 • Mytree 健康树 • 群组、问答，分享、礼品兑换 • 线下了活树公益种植 • 健康知识推送 •