第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.1.1 机器人发展简史 1
1.1.2 机器人的定义 4
1.1.3 机器人技术的研究领域与相关学科 4
1.2 机器人的分类 5
1.2.1 按机器人的开发内容与应用分类 5
1.2.2 按机器人的发展程度分类 7
1.2.3 按机器人的性能指标分类 8
1.2.4 按机器人的结构形式分类 8
1.2.5 按坐标形式分类 8
1.2.6 按控制方式分类 10
1.2.7 按驱动方式分类 10
1.2.8 按机器人工作时的机座可动性分类 11
1.3 机器人的组成 11
1.4 机器人的技术参数 13
1.4.1 机器人的主要技术参数 13
1.4.2 MOTOMAN UP6型通用工业机器人的技术参数 17
1.4.3 MOTOMAN EA1400型弧焊机器人的技术参数 18
习题 19
第2章 机器人本体结构 21
2.1 概述 21
2.1.1 机器人本体的基本结构形式 21
2.1.2 机器人本体材料的选择 22
2.2 机身及臂部结构 24
2.2.1 机身结构的基本形式和特点 24
2.2.2 臂部结构的基本形式和特点 28
2.2.3 机器人的平稳性和臂杆平衡方法 30
2.3 腕部及手部结构 33
2.3.1 腕部结构的基本形式和特点 33
2.3.2 手部结构的基本形式和特点 39
2.4 传动及行走机构 47
2.4.1 传动机构的基本形式和特点 48
2.4.2 行走机构的基本形式和特点 62
习题 67
第3章 机器人运动学 68
3.1 齐次坐标与位姿表示 68
3.1.1 齐次坐标 68
3.1.2 位姿表示 69
3.2 齐次变换 73
3.2.1 旋转的齐次变换 73
3.2.2 平移的齐次变换 77
3.2.3 复合变换 80
3.3 机器人的位姿分析 81
3.3.1 杆件坐标系的建立 81
3.3.2 连杆坐标系间的变换矩阵 83
3.4 机器人正向运动学 84
3.4.1 斯坦福机器人运动方程 85
3.4.2 PUMA 560型机器人运动学方程 87
3.5 机器人逆向运动学 89
3.5.1 逆向运动学的解 89
3.5.2 逆向运动学求解实例 90
3.6 苹果采摘机械手运动学分析实例 95
习题 99
第4章 机器人动力学 104
4.1 机器人雅可比 104
4.1.1 机器人雅可比的定义 104
4.1.2 机器人速度分析 106
4.1.3 机器人雅可比讨论 108
4.2 机器人静力分析 109
4.2.1 操作臂的力和力矩平衡 109
4.2.2 机器人力雅可比 110
4.2.3 机器人静力计算 112
4.3 机器人动力学方程 113
4.3.1 欧拉方程 113
4.3.2 拉格朗日方程 114
4.3.3 平面关节机器人动力学分析 114
4.4 机器人的动态特性 119
习题 119
第5章 机器人轨迹规划 123
5.1 概述 123
5.1.1 机器人轨迹的概念 123
5.1.2 轨迹规划的一般性问题 123
5.1.3 轨迹的生成方式 125
5.1.4 轨迹规划涉及的主要问题 125
5.2 插补方式分类与轨迹控制 126
5.2.1 插补方式分类 126
5.2.2 机器人轨迹控制过程 126
5.3 机器人轨迹插值计算 127
5.3.1 直线插补 127
5.3.2 圆弧插补 128
5.3.3 定时插补与定距插补 130
5.3.4 关节空间插补 131
5.4 机器人手部路径的轨迹规划 139
5.4.1 操作对象的描述 139
5.4.2 作业的描述 139
习题 141
第6章 机器人控制系统 142
6.1 机器人传感器 142
6.1.1 机器人传感器的特点和要求 142
6.1.2 机器人内部传感器 145
6.1.3 机器人外部传感器 152
6.2 驱动与运动控制系统 157
6.2.1 概述 157
6.2.2 基于计算机和芯片的运动控制器设计 158
6.2.3 基于PC技术的运动控制（卡）器 161
6.2.4 机器人的伺服执行机构 172
6.2.5 MOTOMAN UP6型机器人的运动控制 176
6.3 控制理论与算法 179
6.3.1 机器人分解运动的速度控制 180
6.3.2 机器人分解运动的加速度控制 181
6.3.3 力和力矩的控制 182
习题 183
第7章 机器人语言与编程 184
7.1 概述 184
7.2 编程语言类型 189
7.2.1 动作级编程语言 190
7.2.2 对象级编程语言 191
7.2.3 任务级编程语言 191
7.3 编程语言系统 192
7.3.1 编程语言系统的组成 192
7.3.2 编程语言系统的基本功能 193
7.4 常用的机器人编程语言 194
7.4.1 VAL语言 194
7.4.2 SIGLA语言 198
7.4.3 IML语言 198
7.4.4 AL语言 199
7.5 机器人离线编程 202
7.5.1 机器人离线编程的特点及功能 202
7.5.2 机器人离线编程系统的结构 203
7.5.3 MOTOMAN UP6型机器人离线编程仿真系统 207
习题 209
第8章 工业机器人 210
8.1 焊接机器人 210
8.1.1 概述 210
8.1.2 弧焊机器人工作站 212
8.1.3 弧焊机器人工作站柔性焊接夹具设计实例 220
8.2 搬运及码垛机器人工作站 224
8.2.1 纸浆成品搬运机器人工作站 224
8.2.2 汽车搬运机器人工作站 224
8.2.3 码垛机器人工作站 229
8.3 喷涂机器人 232
8.3.1 EP-500S小型电动喷涂机器人 232
8.3.2 EP-500S小型电动喷涂机器人在自动喷涂生产线上的应用 239
8.4 装配机器人 240
8.4.1 FANUC公司的电动机自动装配线 240
8.4.2 西屋公司的APAS系统 241
8.4.3 日立经验学习机器人装配系统 242
习题 244
第9章 操纵型机器人 245
9.1 概述 245
9.1.1 操纵型机器人的分类与应用 245
9.1.2 操纵型机器人的结构特点 246
9.2 操纵型机器人的控制 249
9.2.1 操纵型机器人的控制特点 250
9.2.2 操纵型机器人的控制设计 254
9.3 操纵型机器人实例 259
9.3.1 服务机器人 259
9.3.2 水下机器人 261
9.3.3 清扫机器人 264
9.3.4 割草机器人 265
9.3.5 果蔬采摘机器人 266
习题 271
第10章 智能机器人 272
10.1 概述 272
10.1.1 智能机器人技术的形成 273
10.1.2 智能机器人的应用 273
10.1.3 智能机器人的普及 274
10.2 智能机器人的新型驱动元件 274
10.2.1 静电驱动器 275
10.2.2 形状记忆合金驱动器 275
10.2.3 压电效应驱动器 276
10.2.4 磁致伸缩驱动器 277
10.2.5 人工肌肉 278
10.3 智能机器人的控制技术 278
10.3.1 智能机器人的模糊控制 278
10.3.2 智能机器人的人工神经网络控制 281
10.4 智能机器人的视觉技术 283
10.4.1 人的视觉原理 284
10.4.2 机器人视觉系统的组成 284
10.4.3 图像的预处理 285
10.4.4 图像的分割 285
10.4.5 机器人视觉系统的应用 286
10.5 智能机器人的发展与展望 286
10.5.1 智能机器人的发展趋势 286
10.5.2 智能机器人的发展展望 288
10.6 机器人焊缝视觉跟踪技术实例 289
习题 297
附录 机器人课程实验示例 298
实验示例一 慧鱼机器人模型组装综合实验 298
实验示例二 MOTOMAN机器人焊枪动作与编程实验 300
参考文献 304
· · · · · · (
收起)
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