Robot 仿真软件分析与评估
一．机器人仿真的作用
（一）示教在线编程在实际应用中主要存在以下问题：
1、示教在线编程过程繁琐、效率低。
2、精度完全是靠示教者的目测决定，而且对于复杂的路径示教在线编程难以
取得令人满意的效果。
（二）离线编程又有什么优势：
1、预先在仿真状态下进行精确编程导入现场机器人工作程序中，减少机器人的
停机、停线时间，机器人仍可在生产线上进行工作。
2、使编程者远离了危险的工作环境。
3、可对复杂任务进行编程、干涉、极限等精准分析，减少人工现场编程的误差
和不准确性。
4、通过系统仿真，可以在制造单机与生产线之前模拟出实物，缩短生产工期，可以避
免不必要的返工。
5.项目前期方案和规划，工装夹具可焊性验证，节拍测算，路径规划及干涉分析。
二．市面上常见的仿真软件及用途。（以下内容摘录网上）
我们常说的机器人离线编程软件，大概可以分为两类：
一类是通用型离线编程软件，这类软件一般都由第三方软件公司负责开发和维护，不单独依赖某一品牌机器人。换句话说，通用型离线编程软件，可以支持多款机器人的仿真，轨迹编程和后置输出。这类软件优缺点很明显，优点可以支持多款机器人，缺点就是对某一品牌的机器人的支持力度不如第二类专用型离线软件的支持力度高。
二类是专用型离线编程软件，这类软件一般由机器人本体厂家自行或者委托第三方软件公司开发维护。这类软件有一个特点，就是只支持本品牌的机器人仿真，编程和后置输出。由于开发人员可以拿到机器人底层数据通讯接口，所以这类离线编程软件可以有更强大和实用的功能，与机器人本体兼容性也更好。
基于这种情况，我们不好单单说出性价比，谁更高。这里，我们从另外一个角度给大家推荐一下。如果是教育领域，个人学习，我们推荐通用型离线编程软件。如果是工厂设计，工业上选用，我建议选择正在使用的机器人品牌的专用型离线编程软件。
下面我们就具体分析下这两类软件
通用型离线编程软件：
1.RobotMaster：目前市面上顶级的通用型机器人离线编程仿真软件，由加拿大软件公司Jabez科技(已被美国海宝收购)开发研制。目前是由上海傲卡自动化作为中国区代理。
Robotmaster在Mastercam中无缝集成了机器人编程、仿真和代码生成等功能，大大提高了机器人编程速度。
优点：可以按照产品数模，生成程序，适用于切割、铣削、焊接、喷涂等工业领域。独家的优化功能，运动学规划和碰撞检测非常精确，支持外部轴(直线导轨系统、旋转系统)，并支持复合外部轴组合系统。缺点：暂时不支持多台机器人同时模拟仿真
2. RobotoWorks：在工业领域，相比较其他离线软件，RobotoWorks应用算是比较广泛。全面的数据接口，加上基于Solidworks平台开发，使其可以轻松的通过
IGES,DXF,DWG,PrarSolid,Step,VDA,SAT等标准接口进行数据转换。RobotoWorks 强大的编程能力，完美的仿真模拟，开放的工艺库定义，使其在同类软件中更是脱颖而出。
优点：生成轨迹方式多样、支持多种机器人、支持外部轴。缺点：Robotworks基于solidworks，solidworks本身不带CAM功能，编程繁琐，机器人运动学规划策略智能化程度低。
3.Robotmove：来自意大利，同样支持市面上大多数品牌的机器人，机器人加工轨迹由外部CAM导入，与其他软件不同的是，Robomove走的是私人定制路线，根据实际项目进行定制。软件操作自由，功能完善，支持多台机器人仿真。
缺点：需要操作者对机器人有较为深厚的理解，策略智能化程度与Robotmaster有较大差距。
4.RobotCAD：SIEMENS(西门子) 公司的一款离线编程软件，在车厂占统治地位，是做方案和项目规划的利器。ROBCAD 软件支持离线点焊、支持多台机器人仿真、支持非机器人运动机构仿真，精确的节拍仿真。 ROBCAD 主要应用于产品生命周期中的概念设计和结构设计两个前期阶段。
缺点：价格昂贵，离线功能较弱，Unix移植过来的界面，人机界面不友好。
5. DELMIA：法国达索软件旗下产品(开发大名鼎鼎的Catia软件的公司)在车厂也有广泛的使用，与Robcad各有千秋。DELMIA 解决方案涵盖汽车领域的发动机、总装和白车身( Body-in-White)，航空领域的机身装配、维修维护，以及一般制造业的制造工艺。DELMIA 的机器人模块 ROBOTICS 是一个可伸缩的解决方案，利用强大的 PPR集成中枢快速进行机器人工作单元建立、仿真与验证，是一个完整的、可伸缩的、柔性的解决方案。使用 DELMIA 机器人模块，用户能够容易地：
( 1) 从可搜索的含有超过 400 种以上的机器人的资源目录中，下载机器人和其它的工具资源。
( 2) 利用工厂布置规划工程师所完成的工作。
( 3) 加入工作单元中工艺所需的资源进一步细化布局。
缺点： DELMIA,和Process&Simulate等都属于专家型软件，操作难度太高，不适宜高职学生学习，需要机器人专业研究生以上学生使用;DELMIA,Process&Simulte功能虽然十分强大，但是工业正版单价也在百万级别。
6.RobotArt：北京华航唯实出的一款国产离线编程软件，老实说，虽然与国外同类的RobotMaster，DELMIA相比，功能稍逊一些，但是在国内离线编程软件里面，也算是出类拔萃。一站式解决方案，从轨迹规划，轨迹生成，仿真模拟，到最后后置代码，使用简单，学习起来比较容易上手。官网可以下载软件，并免费试用。
优点：能根据模型的几何拓扑生成轨迹，轨迹的仿真和优化功能比较突出。根据不同
行业，工艺包数据比较强大。强调服务，重视企业订制。资源丰富的在线教育系统，非常适合学校教育和个人学习。因为是国产软件，所以在通用型离线编程软件中，算是价格最便宜的了。缺点：轨迹编程这块还需要再强大。
7.还有一些其他通用型离线编程软件，这里就不多做介绍了。他们通常也有着不错的
离线仿真功能，但是由于技术储备之类的原因，尚还属于第二梯队。比如，SprutCAM，RobotSim，川思特，天皇，亚龙，旭上，汇博等等。
专用型离线编程软件：
1.Robot Studio： ABB原厂的离线软件
2. RoboGuide：Fanuc原厂的离线软件
3. KUKA Sim：KUKA原厂的离线软件等
这类专用型离线编程软件，优点和缺点都很类似且明显。因为都是机器人本体厂家自
行或者委托开发，所以能够拿到底层数据接口，开发出更多功能，软件与硬件通讯也更流畅自然。所以，软件的集成度很多，也都有相应的工艺包。缺点，就是只支持本公司品牌机器人，机器人间的兼容性很差。
最后，总结一下，根据以往的使用和设计经验，离线编程仿真软件，真正的意义在于
轨迹程序的设计，而不是轨迹的生成。我们要把离线软件的使用放到日常的实际工作中去理解，它不是我们偷懒的工具，而是我们工业设计的手段。当然，这也不是否认软件在生产轨迹上给我们带来的便利，只是想让机器人操作者们，正确看待示教器，以及正确看待离线编程软件。
三．仿真软件的价格
OTC仿真软件9万多RMB。
RobotoWorks （基于solidworks的仿真软件）10万RMB
RobotMaster 仿真软件工业版市场价20万RMB左右
DELMIA＆Process&Simulte属于专家型软件，价格昂贵工业正版单价也在百万级别。
国内robotART 企业版（带后置）8~10万RMB
（我有前家公司的FANUC仿真软件fanucguide 7.5（个人可以使用可能企业需要购买版权）,但无法与OTC兼容，作用性不大。）
四．本公司使用机器人仿真的可行性及必要性评估
1.我司组焊产品虽然尺寸精度要求较高，但是焊接结构简单，从编程角度看采用离线
编程的优势不明显。
2.我司机械手工作站虽有共线的组焊产品，但因调整简单，离线编程对提升设备的使
用率上效果不明显。
3.可以使用的功能：项目前期方案和规划，产线布局规划、工装夹具设计可焊
性验证，节拍测算，工作路径设计规划及干涉分析。
FANUC机器人仿真软件操作手册
2008年10月第1版ROBOGUIDE 使用手册（弧焊部分基础篇）
目录 目录 (1) 第一章概述 (2) 1.1. 软件安装 (2) 1.2. 软件注册 (3) 1.3. 新建Workcell的步骤 (4) 1.3.1. 新建 (4) 1.3.2. 添加附加轴的设置 (11) 1.4. 添加焊枪，TCP设置。 (16) 1.5. Workcell的存储目录 (20) 1.6.鼠标操作 (22) 第二章创建变位机 (25) 3.1.利用自建数模创建 (25) 3.1.1．快速简易方法 (25) 3.1.2．导入外部模型方法 (42) 3.2.利用模型库创建 (54) 3.2.1．导入默认配置的模型库变位机 (54) 3.2.2．手动装配模型库变位机 (58) 第三章创建机器人行走轴 (66) 3.1. 行走轴－利用模型库 (66) 3.2. 行走轴－自建数模 (75) 第四章变位机协调功能 (82) 4.1. 单轴变位机协调功能设置 (82) 4.2. 单轴变位机协调功能示例 (96) 第五章添加其他外围设备 (98) 第六章仿真录像的制作 (102)
第一章概述 1.1. 软件安装 本教程中所用软件版本号为V6.407269 正确安装ROBOGUIDE ，先安装安装盘里的SimPRO，选择需要的虚拟机器人的软件版本。安装完SimPRO后再安装WeldPro。安装完，会要求注册；若未注册，有30天时间试用。
如果需要用到变位机协调功能，还需要安装MultiRobot Arc Package。 1.2. 软件注册 注册方法：打开WeldPRO程序，点击Help / Register WeldPRO 弹出如下窗口，
ABB机器人简单操作指南 1 机器人主要由以下两部分组成 控制柜机械手控制柜和机械手之间由两条电缆连接 可以用示教器或位于控制柜上的操作盘来控制机械手,见下图 2 机械手 下图显示了机械手上不同的轴的可移动的方向
3 控制柜 下图显示了控制柜的主要部分 示教器 操作盘主开关 驱动磁盘 4 操作盘 下图描述了操作盘的功能 电机开按钮及指示灯操作模式选择开关 急停,如果按下请拉出来工作时间计数器,显示机械 手的工作时 间 电机开 在电机开状态,机器人的电机被激活,Motors On按钮保持常亮. 常亮准备执行程序 快速闪烁(4Hz) 机器人没有校准或选择计数器没有更新.电机已经打开. 慢速闪烁(1Hz)一个保护停机被激活,电机关闭.
工作模式自动 (生产模式) 在这个模式下,当运行准备就绪后,不能用控制杆手动移动机器人 工作模式手动减速运行 (程序模式) 在机器人工作区域里面对其编程时候.也用于在电机关状态设置机器人. 工作模式手动全速 (选择,测试模式) 用来在全速情况下运行程序 急停 当按下按钮时,无论机器人处于什么状态都立即停止.要重新启动需将按钮恢复工作时间计数器 显示机械手工作的时间 5 示教器 见下图 控制运行 使能设备 显示屏 控制杆 急停按钮手动慢速运行:打开手动慢速运行窗口
编程: 打开编程及测试窗口 输入/输出:打开输入输出窗口,用来手动操作输入输出信号 其它:打开其它窗口如系统参数,维护,生产及文件管理窗口. 停止: 停止程序执行 对比度: 调节显示屏的对比度 菜单键: 按下后显示包含各种命令的菜单 功能键: 按下后直接选择各种命令 动作单元: 按下后手动慢速运行机器人或其它机械元件 动作形式: 按下后选择怎样手动慢速运行机器人,再定位或直线 动作形式: 轴-轴移动. 1=轴1-3, 2=轴4-6 增加: 增加手动慢速运行开/关 列表: 按下后将指针从一个窗口移到另一个窗口(通常由双画线分开) 返回/翻页: 按下翻页或返回上级菜单 删除: 删除选中的参数
热博机器人3D仿真系统 用 户 手 册
杭州热博科技有限公司 1.软件介绍 RB-3DRSS是热博科技有限公司新近推出的一款以.NET平台为基础，在Microsoft Windows平台上使用3D技术开发的3D机器人仿真软件。用户通过构建虚拟机器人、虚拟环境，编写虚拟机器人的驱动程序，模拟现实情况下机器人在特定环境中的运行情况。 RB-3DRSS与市面上的同类产品相比，它具有如下的特点： 1．全3D场景。用户可自由控制视角的位置，角度。 2．先进的物理引擎技术，引入真实世界的重力、作用力、反作用力、速度、加速度、摩擦力等概念，是一款真正意义上的仿真软件。 3．逼真的仿真效果。采用虚拟现实技术，高度接近实际环境下的机器人运动状态，大大简化实际机器人调试过程。
4．实时运行调试。运行时，依据实际运行情况，调整机器人参数，帮助用户快速实现理想中的效果。 5．自由灵活的机器人搭建与场地搭建。用户可自由选择机器人及其配件，进行机器人搭建，可自行编辑3D训练比赛场地，所想即所得。 6．单人或多人的对抗过程。用户可添加多个机器人，自由组队进行队伍间对抗。7．与机器人图形化开发平台无缝连接。其生成的控制程序代码可在虚拟仿真系统中直接调用，大大节省编程时间。
系统配置要求 操作系统:win98,win2000全系列,winXp,win2003 server 运行环境:.Net Framework v2.0,DirectX 9.0c 最低硬件配置： 2.0GHz以上主频的CPU,512M内存,64M显存以上的3D显卡.支持1024×768分辨率,16bit颜色的监视器，声卡 推荐配置： 3.0G以上主频的CPU,1G内存,128M显存的3D显卡，支持1024×768分辨率,16bit 颜色监视器，声卡
中学信息技术《机器人仿真系统》教案第16课机器人仿真系统 【教学目标】 .知识目标 ◆认识仿真下的虚拟机器人； ◆能用NSTRSS设计场地、构建机器人并利用仿真环境进行组队测试。 2．过程与方法 ◆通过教师演示在虚拟仿真环境下的机器人运行，激发学生兴趣； ◆通过教师讲解虚拟仿真软件，培养学生对新软件的兴趣； ◆通过让学生自己动手调试，体会学习新事物的乐趣。 3．情感态度与价值观 ◆使学生领悟“自由无限，创意无限，只有想不到，没有做不到”的道理； ◆培养学生积极探索、敢于实践、大胆创新的精神和意识。 【教法选择】 示例讲解、任务驱动、辅导答疑。 【教学重点】 ．用NSTRSS仿真系统设计仿真场地；
2．搭建仿真机器人； 3．运行仿真。 【教学难点】 ．设计场地； 2．搭建仿真机器人。 【教学过程】 一、巩固1日知，引入新知 教师活动 将上节课学生完成的在现实场地中运行的走迷宫机器人进行分组比赛，一是能够检验学生的学习情况，二是能调动起学生的积极性，三是为引入仿真系统做准备。 学生活动 小组合作，调试机器人程序，检查机器人的搭建，准备比赛。 教师活动 通过比赛，提出问题：同学们想不想经常地进行这样的比赛呢?但是在现实中调试，需要很多的时间，而且还需要固定的场地环境等等，非常不方便，我们有没有什么好办法解决这个问颢？ 引入纳英特的仿真模拟系统，展示它的特点，与现实情况做比较。 教师给学生演示讲解：
．关于仿真系统 什么是仿真系统?仿真系统是机器人的设计、实现，完全在虚拟的环境中，以虚拟的形式出现，它以优化机器人硬件和软件设计、缩短研发周期、节约成本为特色，解决机器人设计过程的不足。 2．初识NSTRSS软件 NSTRSS是NST科技新近推出的一款以．NET平台为基础，使用microsoftDirectX9．0技术的3D机器人仿真软件。用户通过构建虚拟机器人、虚拟环境，编写虚拟机器人的驱动程序，模拟现实情况下机器人在特定环境中的运行情况。 NSTRSS与市面上的同类产品相比，它具有如下的特点：全3D场景。用户可自由控制视角的位置及角度，甚至以第一人称方式进行场景漫游； 逼真的仿真效果。采用虚拟现实技术，高度接近实际环境下的机器人运动状态，大大简化实际机器人调试过程； 实时运行调试。运行时，依据实际运行情况，调整机器人参数，帮助用户快速实现理想中的效果； 自由灵活的机器人搭建与场地搭建。用户可自由选择机器人及其配件，进行机器人搭建，可自行编辑3D训练比赛场地，所想即所得； 单人或多人的对抗过程。用户可添加多个机器人，自由组队进行队伍间对抗；
1 主要介绍以下七种仿真平台(侧重移动机器人仿真而非机械臂等工业机器人仿真)： 1.1 USARSim-Unified System for Automation and Robot Simulation USARSim是一个基于虚拟竞技场引擎设计高保真多机器人环境仿真平台。主要针对地面机器人，可以被用于研究和教学，除此之外，USARSim是RoboCup救援虚拟机器人竞赛和虚拟制造自动化竞赛的基础平台。使用开放动力学引擎ODE(Open Dynamics Engine)，支持三维的渲染和物理模拟，较高可配置性和可扩展性，与Player兼容，采用分层控制系统，开放接口结构模拟功能和工具框架模块。机器人控制可以通过虚拟脚本编程或网络连接使用UDP协议实现。被广泛应用于机器人仿真、训练军队新兵、消防及搜寻和营救任务的研究。机器人和环境可以通过第三方软件进行生成。软件遵循免费GPL条款，多平台支持可以安装并运行在Linux、Windows和MacOS操作系统上。 1.2 Simbad Simbad是基于Java3D的用于科研和教育目的多机器人仿真平台。主要专注于研究人员和编程人员热衷的多机器人系统中人工智能、机器学习和更多通用的人工智能算法一些简单的基本问题。它拥有可编程机器人控制器，可定制环境和自定义配置传感器模块等功能，采用3D虚拟传感技术，支持单或多机器人仿真，提供神经网络和进化算法等工具箱。软件开发容易，开源，基于GNU协议，不支持物理计算，可以运行在任何支持包含Java3D库的Java客户端系统上。 1.3 Webots Webots是一个具备建模、编程和仿真移动机器人开发平台，主要用于地面机器人仿真。用户可以在一个共享的环境中设计多种复杂的异构机器人，可以自定义环境大小，环境中所有物体的属性包括形状、颜色、文字、质量、功能等也都可由用户来进行自由配置，它使用ODE检测物体碰撞和模拟刚性结构的动力学特性，可以精确的模拟物体速度、惯性和摩擦力等物理属性。每个机器人可以装配大量可供选择的仿真传感器和驱动器，机器人的控制器可以通过内部集成化开发环境或者第三方开发环境进行编程，控制器程序可以用C，C++等编写，机器人每个行为都可以在真实世界中测试。支持大量机器人模型如khepera、pioneer2、aibo等，也可以导入自己定义的机器人。全球有超过750个高校和研究中心使用该仿真软件，但需要付费，支持各主流操作系统包括Linux, Windows和MacOS。 1.4 MRDS-Microsoft Robotics Developer Studio MRDS是微软开发的一款基于Windows环境、网络化、基于服务框架结构的机器人控制仿真平台，使用PhysX物理引擎，是目前保真度最高的仿真引擎之一，主要针对学术、爱好者和商业开发，支持大量的机器人软硬件。MRDS是基于实时并发协调同步CCR(Concurrency and Coordination Runtime)和分布式软件服务DSS(Decentralized Software Services)，进行异步并行任务管理并允许多种服务协调管理获得复杂的行为，提供可视化编程语言(VPL)和可视化仿真环境(VSE)。支持主流的商业机器人，主要编程语言为C#，非商业应用免费，但只支持在Windows操作系统下进行开发。 1.5 PSG-Player/Stage/Gazebo
工业机器人软件仿真码垛工作站
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期: ?
工业自动化技术强化训练Ⅱ实践报告 工业机器人码垛应用 作者姓名: 指导老师： 所在学院: 提交日期：
绪论 一、摘要 本次强化训练的时间为期4周，通过对ABＢ机器人的学习与操作，以完成本次强化训练的要求。这着4周的学习过程中,学习包括机器人的发展历程和机械结构等理论方面，还包含了编程、机器人I／O的接线。同时练习实操机器人，这是一个必不可少的环节,只有理论与实践相结合，才能出真知。在前一周的实操中完成了机器人循迹。 而本次强化训练的重点为，利用ABB ＲoboｔStudｉｏ对双输送线单机械臂工作站完成工作站搭建并模拟仿真。 ABB ＲoboｔStudｉｏ是优秀的计算机仿真软件。为帮助您提高生产率，降低购买与实施机器人解决方案的总成本,ＡＢB开发了一个适用于机器人寿命周期各个阶段的软件产品家族。 规划与可行性：规划与定义阶段RｏｂoｔＳtuｄio可让您在实际构建机器人系统之前先进行设计和试运行。您还可以利用该软件确认机器人是否能到达所有编程位置,并计算解决方案的工作周期。 编程：设计阶段，PrｏｇramMａｋer将帮助您在ＰC机上创建、编辑和修改机器人程序及各种数据文件。ScｒeenMakeｒ能帮您定制生产用的ＡＢＢ示教悬臂程序画面。 关键词:强化训练；ABＢＲoｂｏtStuｄiｏ;双输送线;模拟仿真
工业机器人码垛软件仿真 一、双输送线码垛工作站搭建 在ABB RｏboｔStｕdiｏ中导入机器人模型后，点击显示机器人工作范围，以机器人为中心,周围放置两个输送线与两个托盘垛。也可以将两个托盘垛换成一个较大的传送带，但此种方法需要增加新的I/Ｏ设置,不宜采用。值得注意的是托盘垛应放置于较合适，既较高的位置，以免机械臂达到极限位置。 布局如下，其中双输送线的以及托盘垛的位置并未精确定位，只需要放置在合理的机器人工作范围内即可。 二、工作站搭建流程 第一节:搭建输送带系统 1、新建一个物料并手动拖动到输送带上 2、在建模选项中点击Smａrｔ组件,并添加一个Sourcｅ 3、设置Ｓouｒｃe的属性如下，其中Positioｎ选项为要复制的物料的原点位置，值得注意的是Tｒaｎsienｔ应当勾选，以防内存溢出。
FANUC 机器人基本操作指导
1.概论----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1
1）机器人的构成------------------------------------------------------------------------------------------- 1 2）机器人的用途------------------------------------------------------------------------------------------- 1 3）FANUC 机器人的型号-------------------------------------------------------------------------------- 1 2.FANUC 机器人的构成--------------------------------------------------------------------------------- 1
1）FANUC 机器人软件系统------------------------------------------------------------------------------- 1 2）FANUC 机器人硬件系统------------------------------------------------------------------------------- 2
(1). 机器人系统构成------------------------------------------------------------------------------ 2 (2). 机器人控制器硬件--------------------------------------------------------------------------- 2 3.示教盒 TP------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 1）TP 的作用------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 2）认识 TP 上的键------------------------------------------------------------------------------------------- 3 3）TP 上的开关---------------------------------------------------------------------------------------------- 4 4）TP 上的显示屏------------------------------------------------------------------------------------------- 5
安全操作规程
5
编程
6
1.通电和关电------------------------------------------------------------------------------------------------ 7
1）通电-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 7
2）关电-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 7
2.手动示教机器人----------------------------------------------------------------------------------------- 7
1）示教模式-------------------------------------------------------------------------------------------------- 7
2）设置示教速度-------------------------------------------------------------------------------------------- 8 3）示教-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 8
3.手动执行程序--------------------------------------------------------------------------------------------- 8
4.自动运行---------------------------------------------------------------------------------------------------- 9
1.3 简介能力风暴机器人仿真系统 学习智能机器人，除了需要具备机器人硬件外，还需要为机器人编写控制程序，并在场地上进行反复调试。但如果手边暂时既无机器人实物，又无真实场地，我们还能学习和研究机器人吗？答案是可以的。能力风暴机器人为我们提供了一套仿真的VJC系统软件，在这个仿真系统中，我们不仅可以为机器人编写各种控制程序，同时还可以将编制的程序下载到仿真的机器人上，并在仿真的场地中进行模拟运行和调试,体验机器人控制的全过程。本节我们就来认识VJC系统仿真版软件，学习构建仿真场地和仿真调试的方法。 1.3.1 认识VJC系统仿真版软件 1．VJC系统仿真版软件的安装 安装VJC系统仿真版的方法很简单，先打开本书配套光盘上的“VJC系统软件\VJC1.5仿真版”文件夹，找到名为“setup.exe”的安装程序，用鼠标双击该文件，系统自动将其安装到C盘中，并在Windows桌面上自动生成一个“VJC1.5仿真版”的快捷方式图标，软件安装的路径默认为：C:\program files\VJC1.5仿真版。如果我们使用的计算机中已经安装了VJC系统仿真版，则安装这一步可以跳过不做。 2．VJC系统仿真版软件的启动及主界面 当需要进入VJC系统仿真版编程时，只要双击桌面上的“VJC1.5仿真版”快捷方式图标，就可进入VJC的编程环境。 VJC编程环境的主界面见图1-3-1。可以看出，主界面包含了以下几个部分： （1）菜单栏及工具栏：位于窗口上方，工具栏上除了新建、打开、保存等常规按钮外，还有仿真、JC代码、缩放等按钮,见图1-3-2所示。 （2）模块库：位于窗口左侧，共有五大类模块库，其中：执行器模块库包含了基本动作模块，这是控制机器人运动的基本模
第一课教学机器人 一、教学目标 帮助学生了解机器人的由来 二、重点难点 使学生理解机器人是靠什么来思考，机器人的部分。 三、教学过程： 第一课时机器人的故事 新课导入 “robot”一词源出自捷克语“robota”，意为“强迫劳动”。1920年捷克斯洛伐克作家萨佩克写了一个名为《洛桑万能机器人公司》的剧本,他把在洛桑万能机器人公司生产劳动的那些家伙取名“Robot”,汉语音译为“罗伯特”，捷克语意为“奴隶”——萨佩克把机器人的地位确定为只管埋头干活、任由人类压榨的奴隶，它们存在的价值只是服务于人类。它们沒有思维能力,不能思考,只是类似人的机器,很能干, 以便使人摆脱劳作。它们能生存20年,刚生产出来时由人教它们知识。它们不能思考，也有感情，一个人能干三个人的活，公司为此生意兴隆。后来一个极其偶然的原因,机器人开始有了知觉,它们不堪忍受人类的统治,做人类的奴隶,于是,机器人向人类发动攻击,最后彻底毁灭了人类。“机器人”的名字也正式由此而生。 新课讲授 第一代机器人只能用手抓取东西，用脚行走，听“懂”主人的语言，做一些重复性的机械动作。人们把它称为工业机器人。现在，机器人经过好几代的更新改造，已经能和人们自由交谈，沟通语言，并灵活地走动。也就是说，它不仅有了听觉、视觉、触觉，而且还具有记忆、学习、思维和判断能力。人们把新一代的机器人称为智能机器人。 明天的高级智能机器人将比今天的智能机器人具有更丰富的感觉功能和更熟练的活动能力。到那时，家庭里将有服务周到、态度和蔼可亲的家庭机器人。早晨，主人吃过早点上班以后，它立即用吸尘器清的房间，用洗衣机洗涤(dí)主人换下的衣服。电话铃响了，它马上拿起耳机，在一张便条上记下对话内容。“哇——”摇篮里的婴儿醒了，它又像慈祥的母亲一样抱起婴儿，喂水、喂奶，轻声哼(hēng)起一支优美动听的催眠曲，把婴儿再一次送入梦乡。门铃响了，它并不急于开门，而首先问来访者是谁，然后根据来访者的声音仔细辨别他是不是主人的客人，以此决定是否开门。即使是盗贼的恐吓，它也不会害怕，而是声色俱厉地高喊：“快走，你这个无赖(lài)!再不走，我要报警了!”盗贼听到这喊声，只好胆战心惊地走开。做午餐的铃声响了，
1 主要介绍以下七种仿真平台 (侧重移动机器人仿真而非机械臂等工业机器人仿真 : 1.1 USARSim-Unified System for Automation and Robot Simulation USARSim 是一个基于虚拟竞技场引擎设计高保真多机器人环境仿真平台。主要针对地面机器人, 可以被用于研究和教学, 除此之外, USARSim 是 RoboCup 救援虚拟机器人竞赛和虚拟制造自动化竞赛的基础平台。使用开放动力学引擎 ODE(Open Dynamics Engine,支持三维的渲染和物理模拟,较高可配置性和可扩展性,与 Player 兼容,采用分层控制系统, 开放接口结构模拟功能和工具框架模块。机器人控制可以通过虚拟脚本编程或网络连接使用 UDP 协议实现。被广泛应用于机器人仿真、训练军队新兵、消防及搜寻和营救任务的研究。机器人和环境可以通过第三方软件进行生成。软件遵循免费 GPL 条款, 多平台支持可以安装并运行在Linux 、 Windows 和 MacOS 操作系统上。 1.2 Simbad Simbad 是基于 Java3D 的用于科研和教育目的多机器人仿真平台。主要专注于研究人员和编程人员热衷的多机器人系统中人工智能、机器学习和更多通用的人工智能算法一些简单的基本问题。它拥有可编程机器人控制器, 可定制环境和自定义配置传感器模块等功能, 采用 3D 虚拟传感技术, 支持单或多机器人仿真,提供神经网络和进化算法等工具箱。软件开发容易,开源,基于 GNU 协议,不支持物理计算,可以运行在任何支持包含 Java3D 库的 Java 客户端系统上。 1.3 Webots Webots 是一个具备建模、编程和仿真移动机器人开发平台, 主要用于地面机器人仿真。用户可以在一个共享的环境中设计多种复杂的异构机器人, 可以自定义环境大小, 环境中所有物体的属性包括形状、颜色、文字、质量、功能等也都可由用户来进行自由配置,它使用 ODE 检测物体碰撞和模拟刚性结构的动力学特性, 可以精确的模拟物体速度、惯性和摩擦力等物理属性。每个机器人可以装配大量可
最 特 别 的 机 器 人 科 技 前 沿 课程： 院系： 专业： 学号： 姓名：
最特别的机器人科技前沿 【摘要】机器人的出现和发展，对全人类的发展具有巨大的影响，机器在很多领域代替了人类自己操作，使人类的生产能力有了巨大的提高。随着智能机器人的研发，机器人将进一步为人类服务，本文主要从不同的角度来探讨仿真机器人的科技原理、应用、影响等。 【关键字】机器人；仿真系统；应用；影响；发展 在人类的发展史中，机器人扮演着一个十分重演的角色，特别是现代机器人。首先让我们来看看机器人的发展简史。追根溯源，早在三千多年前的西周时代，我国就出现了能歌善舞的木偶，称为“倡者”，这可能是世界上最早的“机器人”。在近代，随着第一次、第二次工业革命，各种机械装置的发明与应用，世界各地出现了许多“机器人”玩具和工艺品。这些装置大多由时钟机构驱动，用凸轮和杠杆传递运动。1920年，捷克作家K.凯比克在一科幻剧本中首次提出了ROBOT （汉语前译为“劳伯”）这个名词。现在已被人们作为机器人的专用名词。1950 年美国作家I.阿西莫夫提出了机器人学（Robotics）这一概念，并提出了所谓的“机器人三原则”，即：1.机器人不可伤人；2.机器人必须服从人给与，但不和（1）矛盾的指令； 3.在与（1）、（2）原则不相矛盾的前提下，机器人可维护自身不受伤害。上世纪50，60年代，随着机构理论和伺服理论的发展，机器人进入了使用化阶；70年代，随着计算机技术、现代控制技术、传感技术、人工智能技术的发展，机器人得到了迅速发展；进入80年代，随着传感技术，包括视觉传感器、非视觉传感器（力觉、触觉、接近觉等）以及信息处理技术的发展，出现了第二代机器人—有感觉的机器人。它能够获得作业环境和作业对象的部分有关信息，进行一定的实时处理，引导机器人进行作业。第二代机器人已进随着时代的发展，入了使用化，在工业生产中得到广泛应用。 科学技术日新月异。我们的生活无时无刻不在被新科学新技术影响着、改变着。特别是机器人的到来更是给我们的生活和生产带来了巨大的改变，特别是工业机器人在日本大力发展之后，机器人的发展迎来了一个新的春天。到了上世纪80年代，随着科技的进步，人类也在不断地研发更人性化的机器人，于是科学家们开始了研究一种新的机器人——仿真机器人。 随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展，使机器人在功能和技术层次上有了很大的提高，移动机器人和机器人的视觉和触觉等技术就是典型的代表。既然有了技术，人类就想最大化利用他们，让他们具有更大的价值，于是人们将机器人的技术（如传感技术、智能技术、控制技术等）扩散和渗透到各个领域形成了各式各样的新机器——仿真机器人。 看到仿真机器人这几个字，就能想到仿真技术是他的核心技术，那么下面就针对机器人仿真技术和仿真设计简单介绍一下。机器人系统仿真是指通过计算机对实际的机器人系统进行模拟的技术。通过计算机对实际的机器人系统进行 模拟。机器人系统仿真可以通过单机或多台机器人组成的工作站或生产线。仿真可以通过交互式计算机图形技术和机器人学理论等，在计算机中生成机器人的几何图形，并对其进行三维显示，用来确定机器人的本体及工作环境的动态变化过程。通过系统仿真，可以在制造单机与生产线之前模拟出实物，缩短生产工期，可以避免不必要的返工。在使用的软件中，工作
FANUC PaintPro 编程基础培训手册 第一版 作者：罗少华 2011年2月21日
目录 一. 启动Paint PRO‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3 二. 打开一个现有的work cell‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥4 三. 使用鼠标和键盘将3维空间平移，旋转，放大或者缩小‥‥‥‥6 四. 使用teach pendant移动机器人‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥8 五. 创建一个新的Work cell‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥9 六. 建立part carrier和跟踪参数‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥25 七. 给机器人安装喷枪‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥30 八. 载入工件数模‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥33 九. 使用Conveyor控制条 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥34 十. 将现实机器人的程序导入仿真软件‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥35 十一. 创建喷涂程序‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥38
1.启动PaintPRO 1)点击开始按钮，如图一所示。 图一 2)左键点击PaintPRO图标，将出现如图二所示对话框。
图二 2.打开一个现有的workcell 1) 点击工具栏上的按钮，出现类似图三的对话框： 图三 2)双击名字是PaintPRO_Workcell_P‐50的文件夹，出现图四:
图四 3)双击名字是PaintPRO_Workcell_P‐50的图标，Workcell将自动运行打开。 4)如果Workcell中缺少3D数模文件，将显示如图5的信息框，点击OK to All以继续。 图五
2008年10月第1版ROBOGUIDE 使用手册（弧焊部分基础篇）
目录 目录 (1) 第一章概述 (2) 1.1. 软件安装 (2) 1.2. 软件注册 (3) 1.3. 新建Workcell的步骤 (3) 1.3.1. 新建 (4) 1.3.2. 添加附加轴的设置 (9) 1.4. 添加焊枪，TCP设置。 (15) 1.5. Workcell的存储目录 (18) 1.6.鼠标操作 (19) 第二章创建变位机 (21) 3.1.利用自建数模创建 (21) 3.1.1．快速简易方法 (21) 3.1.2．导入外部模型方法 (31) 3.2.利用模型库创建 (42) 3.2.1．导入默认配置的模型库变位机 (42) 3.2.2．手动装配模型库变位机 (45) 第三章创建机器人行走轴 (50) 3.1. 行走轴－利用模型库 (50) 3.2. 行走轴－自建数模 (57) 第四章变位机协调功能 (63) 4.1. 单轴变位机协调功能设置 (63) 4.2. 单轴变位机协调功能示例 (72) 第五章添加其他外围设备 (73) 第六章仿真录像的制作 (76)
第一章概述 1.1. 软件安装 本教程中所用软件版本号为V6.407269 正确安装ROBOGUIDE ，先安装安装盘里的SimPRO，选择需要的虚拟机器人的软件版本。安装完SimPRO后再安装WeldPro。安装完，会要求注册；若未注册，有30天时间试用。 如果需要用到变位机协调功能，还需要安装MultiRobot Arc Package。
1.2. 软件注册 注册方法：打开WeldPRO程序，点击Help / Register WeldPRO 弹出如下窗口， 1.3. 新建Workcell的步骤
FANUC机器人视觉系统 FANUC机器人视觉系统 编者语：轻松降低成本，创造自动化时代。FANUC作 为全球领先的工业机器人制造商，引领着全球工业的自动化进程。当全球企业无一例外面对“成本上涨”的挑战时，FANUC极大地帮助客户提高生产效率和生产质量、降低了 人力消耗，更通过完善的技术成为节能领域的先锋和支持者。2008年，全球企业无一例外面对“成本上涨”的挑战，对于依赖人力和技术的制造型企业尤为严重，如何减少人力的投入，降低废品率，压缩生产成本，成为必需纳入议事日程的重要“课题”。来自日本的FANUC机器人有限公司恰好能为 这些企业提供“答案”。FANUC作为全球领先的工业机器人制造商，引领着全球工业的自动化进程。FANUC极大地帮助 客户提高生产效率和生产质量、降低人力消耗，更通过完善的技术成为节能领域的先锋和支持者。公司不仅拥有计算机图形工作站和三维仿真软件等设备用于三维系统仿真，同时拥有电弧焊、喷涂和2D视觉系统实验设备用于应用实验和系统方案确认。目前，有2000名员工为FANUC机器 人研制提供服务，年销售额达32亿美元，每月销售台数达1800台。在机器人自动化生产工厂，1000多台机器人实现
无人化生产管理，负责FANUC的伺服系统、智能机械及机器人从零部件生产到最后的整机出厂检验这一全套自动化生产。每月产能突破2500台机器人，至2008年6月底，FANUC机器人全球生产总量突破20万台。FANUC在发展过程中，持续向包括汽车、饮料等多种工业领域的用户提供创新的机器人工程解决方案，开展从机器人系统的方案设计、系统仿真、设计、装配到安装调试的全方位服务。致力于为客户的发展提供更好的“成本解决方案”。作为工博会的长期支持者，FANUC带来的仍是引领科技的智能机器人，同时为客户展示“成本解决最佳答案”。视觉系统FANUC iR Vision 2DV视觉系统：该视觉系统由一个安装于手爪上的2D摄像头完成视觉数据采集。该视觉系统作为待加工工件准确抓取的定位方式，省去通常为满足机器人的准确抓取而必须采用的机械预定位夹具，具有很高的柔性，使得在加工中心上可以非常容易地实现多产品混合生产。FANUC iR Vision 3DL视觉系统：该视觉系统由一个安装于地面上的3D Laser Sensor完成视觉数据采集。该视觉系统解决了定位面有偏差的工件上料位置变化问题。由于待加工工件为毛坯件，机器人抓取工件后，上料的定位孔位置会发生变化，甚至工件上料时的平面度也有变化。该技术可以自动补偿位置变化，实现高精度上料。3D视觉定位技术：应用于机器人上料至机床。摄像头安装位置：固定在3DL视
机器人系统仿真 机器人系统仿真是指通过计算机对实际的机器人系统进行模拟的技术。目录 1英文 2简介 3发展概况 4机器人本身的设计和研究 5机器人的教学和培训 6遥控操作机器人 7仿真平台开发软件OpenGL 技术 1英文 机器人系统仿真 【simulation of robot system】 2简介 通过计算机对实际的机器人系统进行模拟。机器人系统仿真可以通过单
仿真机器人 机或多台机器人组成的工作站或生产线。仿真可以通过交互式计算机图形技术和机器人学理论等，在计算机中生成机器人的几何图形，并对其进行三维显示，用来确定机器人的本体及工作环境的动态变化过程。通过系统仿真，可以在制造单机与生产线之前模拟出实物，缩短生产工期，可以避免不必要的返工。在使用的软件中，工作站级的仿真软件功能较全，实时性高且真实性强，可以产生近似真实的仿真画面；而微机级仿真软件随实时性和真实性不高，但具有通用性强、使用方便等优点。目前机器人系统仿真所存在的主要问题是仿真造型与实际产品之间存在误差，需要进一步的研究解决。 3发展概况 国外很早便认识班机器人仿真在机器^研究和应用方面的重要作用，并从70年代开始进行了这方面的研究工作．在许多从事机器人研究的部门都装备有功能较强的机器人仿真软件系统，它们为机器人的研究提供了灵活和方便的工具倒如，美国Cornell大学开发了一个通用的交互式机器人图形仿真系统INEFFABELLE，它不是针对某个具体机器人，而是利用它可以很容易建立所需要的机器人及环境的模型，并且具有图形显示和运动的功能。西德Saarlandes大学开发了一个机器人仿真系统R0BsIM，它能进行机器人系统的分析、综合及离线编程，美国Maryland大学开发了一个机械手设计和分析的工具DYNAMAN，它能产生机械手的动力学模型．根据需要可以自动产生F0RTRAN 的仿真程序，同时也可产生符号表示的雅可比矩阵MIT开发了一个机器人CAD软件包OPTARMⅡ，它可用于时间最优轨迹规划的研究。Michigan大学开发了一个机器人图形编程系统——PR0GREss，其特点是菜单驱动和光标控制，并能有219图形符号来仿真外界的传感器和执行部件，以使用户获得更加接近真实的编程环境． 自80年代以来国外已建成了许多用于机器人工作站设计和离线编程的仿真系统，例如美国McAuto公司开发了机器人仿真系统PLACE，它主要用于机器人工作站的设计；
第一课：教学机器人概述 教学目标： 1.了解机器人的概念。 2.了解机器人的分类和用途。 3.培养对机器人的浓厚兴趣。 教学重点： 培养对机器人的浓厚兴趣。 教学难点： 了解机器人的概念。 教学准备： 机器人仿真环境软件。 教学过程： 一、问题导入 同学们，你们队机器人感兴趣吗？你们队机器人了解多少？ 二、了解机器人 1.讲授机器人概念 机器人是一种可编程的多功能智能操作机，或是为了执行不同的任务而具有电脑控制功能、可编程实现动作的专门系统。它是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途。一般由
执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。 2.通过图片让同学们了解各种机器人 民用机器人 娱乐用机器人 军事用机器人
科研机器人 三、练习巩固 和同学们一块通过网络了解更多的关于机器人比赛的信息 四、布置作业 设计一个自己想象中的机器人，画图并用文字说明自己的机器人有什么功能和特点。
第二课：教学机器人和仿真机器人教学 教学目标： 了解教学机器人的概况。 了解能力风暴教学机器人的身体结构。 了解和应用能力风暴教学机器人的仿真教学环境。 教学重点： 了解和应用能力风暴教学机器人的仿真教学环境。 教学难点： 了解能力风暴教学机器人的身体结构。 教学准备： 机器人仿真环境软件。 教学过程： 一、问题导入 我们没有购买到机器人怎么办？我们怎么才能够通过其他渠道学习和了解机器人。 二、通过网络展示教学机器人概况 随着人工智能技术、计算机技术等相关技术的发展，对智能机器人的研究越来越多。在教育领域，许多学校已在学生中开设了机器人学方面的有关课程或开设了兴趣实践小组。为了满足这些需要，人们专门研制出来了各种适合于教学用的机器人。
MATLAB 机器人工具箱仿真程序： 1）运动学仿真模型程序（） L1=link([pi/2 150 0 0]) L2=link([0 570 0 0]) L3=link([pi/2 130 0 0]) L4=link([-pi/2 0 0 640]) L5=link([pi/2 0 0 0]) L6=link([0 0 0 95]) r=robot({L1 L2 L3 L4 L5 L6}) =’MOTOMAN-UP6’ % 模型的名称 >>drivebot(r) 2）正运动学仿真程序（） L1=link([pi/2 150 0 0]) L2=link([0 570 0 0]) L3=link([pi/2 130 0 0]) L4=link([-pi/2 0 0 640]) L5=link([pi/2 0 0 0]) L6=link([0 0 0 95]) r=robot({L1 L2 L3 L4 L5 L6}) =’MOTOMAN-UP6’ t=[0::10];%产生时间向量 qA=[0 0 0 0 0 0 ]; %机械手初始关节角度 qAB=[-pi/2 -pi/3 0 pi/6 pi/3 pi/2 ];%机械手终止关节角度figure('Name','up6机器人正运动学仿真演示');%给仿真图像命名q=jtraj(qA,qAB,t);%生成关节运动轨迹 T=fkine(r,q);%正向运动学仿真函数 plot(r,q);%生成机器人的运动 figure('Name','up6机器人末端位移图'） subplot(3,1,1); plot(t, squeeze(T(1,4,:)));
群机器人系统的建模与仿真 曾建潮1, 薛颂东1、2 （1.太原科技大学系统仿真与计算机应用研究所，太原 030024；2.兰州理工大学电信工程学院，兰州 730050）摘要：围绕群机器人学的起源与发展，针对群机器人系统与其他多机器人系统的区分准则及系 统级功能特征，讨论个体机器人的交互、通信、协调控制机制和自组织、模式形成等群机器人研 究中的主要问题，洞悉群机器人的研究概貌和既有研究成果，明确其研究方向。通过回顾概括群 机器人系统的主要建模与仿真方法，以个体之间及个体与环境之间的局部交互机制为前提，使感 知能力有限的个体机器人在协调控制算法作用下涌现群体智能完成规定的复杂任务，突出群机器 人规模可伸缩的系统特征。 关键词：群机器人；群体智能；有限感知；局部交互；协调控制；建模 中图分类号：TP242.6 文献标识码：A 文章编号： Modeling and Simulation Approaches to Swarm Robotic Systems Zeng Jian-chao1，Xue Song-dong1,2 (1.Division of System Simulation & Computer Application, Taiyuan University of Science and Technology, Taiyuan 030024, China; 2.College of Electrical & Information Engineering, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, China) Abstract：Concentrating on the desirable properties of swarm robotic systems, some key problems in swarm robotics such as limited sense, local interaction, communication among individuals and with environment, cooperation control and self-organization as well as pattern formation are discussed for the sake of getting an insight into sources and development of swarm robotics and understanding the criteria used to distinguish swarm robotics research from other multi-robot studies. To discern the research emphasis on swarm robotics, we describe the disciplinary profile and existing research findings. Then, the main modeling and simulation methods of swarm robotics are summarized. Finally, this survey shows that large numbers of relatively simple robots with limited sense capabilities and local interaction mechanism may emerge swarm intelligence to handle those prescribed complex tasks in scalable manner. Key words：swarm robotics; swarm intelligence; limited sense; local interaction; cooperative control; modeling 引言 群机器人是特殊的多机器人系统，由许多同构的自主机器人组成，具有典型的分布式系统特征。与集中式控制系统相比，完成同样任务的群体系统的成员结构，可设计得相对简单。因此，群系统个体具有模块化、适合大规模生产、具有互换性等特点[1]。群机器人学是研究能力有限的个体机器人如何在局部交互机制和协调控制算法作用下涌现群体智能以合作完成相对复杂的规定任务。因为群一般是高度冗余的，群体系统就比标准控制系统具有更强的抗扰动能力；由于存在冗余性，群就具备了动态适应工作环境的能力，也便有可能执行远超出结构复杂的单体机器人能力的任务。群机器人的研究源于生物学启发，是群体智能在多机器人系统的应用[2]。可以认为，群机器人研究是一般意义上的多机器人 收稿日期：2008-xx-xx 修回日期：xxxx-xx-xx 基金项目：国家自然科学基金（60674104） 作者简介：曾建潮(1963-), 男, 陕西大荔人, 汉, 博士, 教授, 博导, 研究方向为复杂系统建模与控制、智能计算、群体智能行为仿真、群机器人；薛颂东(1968-), 男, 河南孟州人, 汉, 博士生, 副教授, 研究方向为群体智能行为仿真、群机器人协调控制。系统被赋予群体智能属性后的新兴研究领域[3]，其系统建模和仿真体现出有别于通常意义下多机器人系统的特点。明晰其系统特征和所涉问题方可能进行建模并仿真。 1 系统界定 约20年前，学界在研究元胞自动机时用元胞机器人构造如下系统：一组（group）简单机器人像机体细胞那样按照某种模式自组织成复杂结构[4]。后来用术语swarm取代group使之形象化。群机器人与分布式自主机器人等术语并非单元数量的标识，协调背后隐藏的有限感知和局部交互原则才是根本。与群对应的控制结构的规模可变，单元数量从数个到成千上万个甚至数以百万计。事实上，绝大多数群机器人文献提及的仅是规模很小的群，这是因为个体数量庞大使得系统造价昂贵[1]。 1.1 系统特征 研究显示，社会性昆虫协调控制的背后并不存在中心协调机制，然而从系统级层面看却是鲁棒、柔性、规模可伸缩的。这样的特征为群机器人系统所梦寐以求[5]：