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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
机械工程材料 辅导·习题·实验(第六版)
随着我国“互联网+”和“人工智能+”等国家战略的提出,机器人行业发展迅速。国家相继出台了一系列政策,对机器人工程专业人才的培养提出了新的要求。作为一个新兴专业,机器人工程专业涉及多个学科的知识,培养具备机械工程、计算机科学、人工智能、现代控制理论等多学科知识的高级专门人才是该专业的使命。为了进一步提升机器人工程专业人才的培养质量,为社会输送高素质的机器人工程专业人才,编者编写了这本《机器人工程专业导论》。
机器人工程专业是为适应工业化发展和信息化建设需要而产生的,机器人工程专业的产生与现代科学技术的发展是分不开的,其产生于工业自动化和信息自动化的发展过程中。现代工业自动化技术的发展和应用极大地提高了工业生产效率,机器人工程专业的产生和发展也是工业自动化技术和信息自动化技术发展的必然结果。机器人技术是集机械、电子、信息、控制、人工智能等学科为一体的高新技术。目前,机器人技术已广泛应用于工业生产制造、医疗卫生、家庭服务等领域。机器人技术的发展不仅极大地提高了生产效率,也使人类社会从繁重的劳动中解放出来,可以更好地服务于人类。
本教材在介绍机器人相关知识的基础上,主要介绍了机器人技术的发展现状、机器人的设计与制造技术,以及机器人在各个领域中的应用,为学生以后从事相关工作打下坚实基础。机器人工程专业学生毕业后的就业前景非常广阔,可从事工业机器人技术及产品的设计开发、系统集成与应用、维护维修等相关工作,也可以在科研机构、高等学校从事科研和教学工作。
本教材共7章,包括:绪论;机器人的本体;机器人运动学与轨迹规划;机器人控制;机器人的系统集成技术;工业机器人仿真技术;机器人的发展和展望。第1章绪论介绍了机器人的定义和发展历史,机器人的分类、结构和组成,机器人技术基础,机器人产业。第2章机器人的本体介绍了机器人上肢的机构组成、机器人关节的典型机械部分,机器人的电源系统及驱动机构,机器人的传感器。第3章机器人运动学与轨迹规划介绍了机器人运动学的基本问题,坐标变换,D-H 相关参数和使用 D-H 方法进行运动学分析的过程,机器人轨迹规划。第4章机器人控制介绍了伺服电动机调速控制系统,以直流伺服电动机为驱动器的单关节控制,机器人控制器的硬件和软件,机器人控制前沿技术。第5章机器人的系统集成技术介绍了机器人系统集成的概念和应用方向,机器人系统集成的相关设计软件,工业机器人仿真技术的应用场合与典型应用案例,自动化生产线的设计应用。第6章工业机器人仿真技术介绍了目前市面上常用的仿真软件,RobotStudio软件仿真的典型应用,虚拟仿真实验的情况。第7章机器人的发展和展望介绍了机器人的未来发展,机器人控制技术发展和展望,机器人的伦理。
第1章 绪 论……………………………………………………………………………… 1
1.1 概 述 ……………………………………………………………………………… 2
1.2 机器人的分类、结构和组成………………………………………………………… 6
1.3 机器人技术基础…………………………………………………………………… 20
1.4 机器人产业………………………………………………………………………… 26
第2章 机器人的本体 …………………………………………………………………… 29
2.1 机器人的机械部分………………………………………………………………… 29
2.2 机器人的电源系统及驱动机构…………………………………………………… 34
2.3 机器人的传感器…………………………………………………………………… 46
第3章 机器人运动学与轨迹规划 ……………………………………………………… 55
3.1 机器人运动学……………………………………………………………………… 55
3.2 坐标变换…………………………………………………………………………… 57
3.3 机器人运动分析…………………………………………………………………… 62
3.4 机器人轨迹规划…………………………………………………………………… 69
第4章 机器人控制 ……………………………………………………………………… 76
4.1 伺服电动机调速控制系统………………………………………………………… 76
4.2 以直流伺服电动机为驱动器的单关节控制……………………………………… 81
4.3 机器人控制器的硬件和软件……………………………………………………… 84
4.4 机器人控制前沿技术……………………………………………………………… 90
第5章 机器人的系统集成技术………………………………………………………… 101
5.1 机器人系统集成技术概述 ……………………………………………………… 101
5.2 工业机器人工作站的设计应用 ………………………………………………… 108
5.3 自动化生产线的设计应用 ……………………………………………………… 116
第6章 工业机器人仿真技术…………………………………………………………… 122
6.1 仿真软件 ………………………………………………………………………… 122
6.2 虚拟仿真的典型应用 …………………………………………………………… 129
6.3 虚拟仿真技术概述 ……………………………………………………………… 138
第7章 机器人的发展和展望…………………………………………………………… 149
7.1 机器人的未来发展 ……………………………………………………………… 149
7.2 机器人控制技术发展和展望 …………………………………………………… 166
7.3 机器人的伦理 …………………………………………………………………… 169
参考文献…………………………………………………………………………………… 173
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