机器人正运动学（1）—— 机器人简介

1. 前言

  都说机器人学是一门跨学科的学问，这句话说得一点不错。搞机械的设计了机器人的结构；搞机电的设计了电机、液压等各种各样的驱动装置；搞硬件的设计了机器人的集成电路板；搞物理的分析受力；搞化学的研究材料；搞系统的提供硬件抽象，搞软件的提供软件平台；搞控制的让机器人动起来；搞算法的让机器人动的更灵活、更智能…

  一直很热爱机器人这个行业，前前后后接触了也有几年的时间了，总是希望能写点什么来总结一下，因此希望在接下来一段时间能写一些机器人方面的文章。一是为了总结一下之前所学的知识，二是和大家分享一下自己的心得。

  在学习的过程中我一直都会有一种执念，那就是通过最简单而直观的思考去理解那些晦涩的公式和推导过程，因此，我会用尽量平实的语言来表达自己的想法。

2. 什么是机器人

  很难为机器人下一个准确的定义。但是相信每个人心中都有自己对机器人的定义和理解。定义什么是机器人很难但是理解什么是机器人却很容易。在笔者看来具备一定程度的自主性的机器都可以认为是机器人。

3. 为什么要有机器人

  这个问题就更见仁见智了，一方面机器人提高了我们的生产效率，这句话很官方。不过我相信大部分从事机器人行业的伙伴可能都和笔者一样对机器人拥有一份说不出的热爱，就像造物主创造了我们，而我们也想成为机器人的造物主。

4. 机器人分类

  机器人分类方法真的有非常多，可以根据拓扑结构（其实就是连杆之间的连接关系）分，比如并联（四旋翼就是并联结构的一种），串联；也可以按照用途分，比如工业机器人，服务机器人，安防机器人等。这里主要从结构和用途的角度对机器人进行分类。下面的图展示了不同种类的机器人。其实根据具体的机构还可以继续往下细分。可见机器人种类十分的繁杂。

5. 机器人研究领域

  因为笔者的工作不涉及硬件，因此这里只从机器人学的角度介绍机器人的相关研究方向和技术。下图列出了机器人学的理论框架。

  由于知识面所限，以上列出的可能并不全面，但是即便如此我们也能感受到机器人学理论体系其实十分庞杂。这里还没有列出机器人几何学，机器视觉方面的内容。大部分机器人的从业者在公司中通常都是研究某一个分支。

  接下来将针对机器人学的一些理论进行阐述和实践。机器人的相关仿真实践将以ROS和MATLAB为依托。

6. 声明

  因个人能力有限，所介绍的内容难免存在疏漏和错误，欢迎指正，欢迎讨论。

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