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现代工程导论
机械工程材料(双语版)
金属材料实验教程
机器人技术及应用（秦涛）
机器人是“制造业皇冠顶端的明珠”,其研发、制造和应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。21世纪是智能机器人时代,是人机共融、和谐发展的时代。随着机器人技术在各个垂直领域的普及,未来机器人将成为人类生活中的重要组成部分,将会改变人类的生活方式、生产方式和思维方式。
本教材共九章,各章节内容循序渐进、逻辑清晰、理实结合,涉及机器人的发展概述、机械结构、运动学、动力学、轨迹规划和生成、控制技术、示教与编程、感知技术以及典型应用。第1章概述了机器人的概念与分类、发展史、发展现状与发展趋势;第2章主要介绍了机器人各组成部分的机械结构、驱动和传动、设计分析;第3章至第8章分别介绍了机器人运动学、机器人动力学、轨迹规划和生成、机器人控制技术、机器人示教与编程、机器人感知技术;第9章介绍了工业机器人、服务机器人、特种机器人、仿生机器人和仿人机器人的典型应用。
第1章概 述…………………………………………………………………1
1.1 机器人的概念……………………………………………………………………… 1
1.2 机器人的分类……………………………………………………………………… 2
1.3 机器人发展史……………………………………………………………………… 7
1.4 机器人发展现状…………………………………………………………………… 9
1.5 机器人发展趋势…………………………………………………………………… 10
第2章机器人机械结构……………………………………………………13
2.1 机器人的组成……………………………………………………………………… 13
2.2 机器人的机身结构………………………………………………………………… 17
2.3 机器人的臂部结构………………………………………………………………… 18
2.4 机器人的腕部结构………………………………………………………………… 20
2.5 机器人的手部结构………………………………………………………………… 24
2.6 机器人的驱动和传动……………………………………………………………… 31
2.7 机器人的设计分析………………………………………………………………… 33
第3章机器人运动学………………………………………………………37
3.1 刚体位姿描述……………………………………………………………………… 37
3.2 坐标变换…………………………………………………………………………… 39
3.3 齐次坐标和齐次变换……………………………………………………………… 40
3.4 机器人正运动学…………………………………………………………………… 46
3.5 机器人逆运动学求解……………………………………………………………… 54
3.6 机器人微分运动与雅可比矩阵…………………………………………………… 57
第4章机器人动力学………………………………………………………68
4.1 牛顿-欧拉法……………………………………………………………………… 68
4.2 拉格朗日法………………………………………………………………………… 75
4.3 关节空间和操作空间动力学……………………………………………………… 78
第5章轨迹规划和生成……………………………………………………80
5.1 轨迹规划的基本问题……………………………………………………………… 80
5.2 关节空间的轨迹规划……………………………………………………………… 82
5.3 笛卡尔坐标空间的轨迹规划……………………………………………………… 91
5.4 轨迹的实时生成…………………………………………………………………… 96
第6章机器人控制技术……………………………………………………99
6.1 机器人控制概述…………………………………………………………………… 99
6.2 机器人运动控制………………………………………………………………… 100
6.3 机器人力控制…………………………………………………………………… 112
6.4 机器人智能控制………………………………………………………………… 121
第7章机器人示教与编程………………………………………………133
7.1 机器人示教类别与基本特征…………………………………………………… 133
7.2 机器人编程语言类别与基本特性……………………………………………… 137
7.3 机器人编程语言系统的结构与功能…………………………………………… 139
7.4 机器人示教编程………………………………………………………………… 140
7.5 机器人离线编程………………………………………………………………… 153
第8章机器人感知技术…………………………………………………166
8.1 机器人内部传感器……………………………………………………………… 166
8.2 机器人外部传感器……………………………………………………………… 169
8.3 多传感器融合…………………………………………………………………… 180
第9章机器人典型应用…………………………………………………190
9.1 工业机器人……………………………………………………………………… 190
9.2 服务机器人……………………………………………………………………… 204
9.3 特种机器人……………………………………………………………………… 214
9.4 仿生机器人……………………………………………………………………… 231
9.5 仿人机器人……………………………………………………………………… 236
参考文献…………………………………………………………………………242
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