章概论1
1.1机器人的发展史1
1.1.1古代机器人1
1.1.2现代机器人2
1.1.3中国机器人的发展3
1.2机器人的定义和分类3
1.2.1机器人的定义3
1.2.2机器人的分类4
1.3机器人学的研究内容10
习题10
第2章机器人机械系统结构与设计11
2.1概述11
2.1.1机器人及其系统组成11
2.1.2机器人的基本构成11
2.2机器人主要技术参数12
2.3人的手臂作用机能初步分析14
2.4工业机器人机械结构组成15
2.5机器人的手部17
2.5.1夹钳式手部18
2.5.2吸附式手部19
2.5.3仿人机器人的手部21
2.5.4机械手驱动力学的计算22
2.6机器人的手腕25
2.6.1手腕结构形式26
2.6.2手腕的典型结构27
2.7机器人的手臂29
2.7.1机器人手臂的结构形式29
2.7.2机器人手臂的典型机构31
2.7.3手臂驱动力的计算32
2.8机器人的机身36
2.9机器人的行走机构37
习题43
第3章机器人运动学和动力学44
3.1概述44
3.2齐次坐标与动系位姿矩阵44
3.2.1点的位置描述44
3.2.2齐次坐标45
3.2.3坐标轴方向的描述45
3.2.4动系的位姿表示46
3.3齐次变换49
3.3.1平移的齐次变换49
3.3.2旋转的齐次变换51
3.3.3复合变换53
3.4机器人操作机运动学方程的建立及求解54
3.4.1连杆参数及连杆坐标系的建立54
3.4.2连杆坐标系间的变换矩阵55
3.5工业机器人运动学56
3.5.1机器人运动学方程56
3.5.2正向运动学及实例57
3.5.3逆向运动学及实例59
3.6工业机器人动力学62
3.6.1机器人雅可比矩阵62
3.6.2机器人力雅可比矩阵静力计算65
3.6.3工业机器人动力学分析67
习题68
第4章机器人传感器技术70
4.1概述70
4.2触觉传感器70
4.2.1触觉传感器基本结构71
4.2.2压觉传感器72
4.2.3力觉传感器73
4.2.4滑觉传感器75
4.3接近觉传感器77
4.4视觉传感器78
4.4.1机器人视觉78
4.4.2视觉传感器工作原理79
4.5听觉、嗅觉、味觉传感器80
4.5.1听觉传感器80
4.5.2嗅觉传感器81
4.5.3味觉传感器83
4.6智能传感器85
4.6.1智能传感器的构成85
4.6.2压力传感器智能化85
习题88
第5章机器人驱动系统设计89
5.1概述89
5.1.1气压驱动的特点89
5.1.2液压驱动的特点89
5.1.3电气驱动的特点90
5.1.4新型驱动器的特点90
5.2气压驱动系统91
5.2.1气压驱动回路91
5.2.2气源系统的组成92
5.2.3气压驱动器94
5.3液压驱动系统95
5.3.1液压伺服系统95
5.3.2电液伺服系统96
5.3.3电液比例控制阀97
5.4电气驱动系统99
5.4.1步进电动机驱动99
5.4.2直流伺服电动机及其控制102
5.4.3交流伺服电动机及其控制104
5.5直线电动机108
5.6其他新型驱动器111
5.6.1压电驱动器111
5.6.2静电驱动器113
5.6.3磁致伸缩驱动器115
5.6.4人工肌肉116
习题118
第6章机器人控制技术119
6.1概述119
6.2工业机器人控制方式的分类119
6.3工业机器人位置控制120
6.3.1基于直流伺服电动机的单关节控制器121
6.3.2基于交流伺服电动机的单关节控制器124
6.4工业机器人的运动轨迹规划125
6.4.1路径和轨迹125
6.4.2轨迹规划及控制过程126
6.4.3机器人轨迹插值计算127
6.4.4笛卡儿路径轨迹规划133
6.5力(力矩)控制技术134
6.5.1问题的提出134
6.5.2工业机器人位置/力混合控制135
习题138
第7章智能机器人139
7.1概述139
7.2智能机器人的分类140
7.2.1按智能程度分类140
7.2.2按用途分类141
7.3智能机器人的关键技术143
7.3.1多传感信息融合技术143
7.3.2导航和定位技术145
7.3.3路径规划技术147
7.3.4智能控制技术149
习题164
第8章机器人编程165
8.1概述165
8.2对机器人的编程方式和要求166
8.2.1在线编程166
8.2.2离线编程167
8.2.3自主编程168
8.2.4对机器人的编程要求169
8.3机器人编程语言的要求和类别170
8.4机器人的示教编程171
8.4.1程序形式171
8.4.2程序结构172
8.4.3程序实例172
8.5常用的机器人专用编程语言173
8.5.1VAL语言173
8.5.2AL语言176
8.5.3SIGLA语言178
8.5.4C语言179
8.6编程技术的发展趋势180
习题180
第9章机器人在不同领域中的应用181
9.1概述181
9.2工业机器人182
9.2.1工业机器人产品分类与应用182
9.2.2工业机器人的应用准则183
9.2.3焊接机器人及其应用184
9.2.4焊接机器人系统的基本配置186
9.2.5机器人焊缝自动跟踪技术190
9.2.611轴联动的焊接机器人193
9.2.7机器人在铸造行业的应用194
9.3农业机器人197
9.3.1果蔬采摘机器人198
9.3.2林木球果采集机器人199
9.3.3移栽机器人200
9.3.4自动挤牛奶系统200
9.3.5农业生产用机械手与控制201
9.4服务机器人207
9.5特种机器人211
9.5.1地面移动机器人211
9.5.2水下机器人213
9.5.3空间机器人215
9.5.4微型机器人219
9.6类人机器人222
9.7机器人技术发展趋势225
习题227
0章机器人系统设计实例228
10.1机器人系统设计基本方法228
10.1.1概述228
10.1.2工业机器人系统设计内容与步骤229
10.1.3工业机器人系统设计要求与准则230
10.1.4工业机器人系统详细设计及实现方法231
10.2昆山1号机器人系统设计实例234
10.2.1设计参数与指标的确定234
10.2.2系统总体功能和结构方案设计234
10.2.3机械系统详细设计及实现235
10.2.4控制系统结构设计及实现250
10.3MT-R智能型移动机器人设计实例265
10.3.1组成与功能265
10.3.2设计参数与性能指标266
10.3.3系统总体结构方案设计267
10.3.4运动学及动力学分析267
10.3.5机械系统设计270
10.3.6能源系统设计272
10.3.7控制系统设计273
10.3.8驱动系统设计274
10.3.9传感系统设计275
10.3.10软件系统设计281
10.3.11运动控制应用283
10.4E100变电站智能巡检机器人设计实例288
10.4.1组成与功能288
10.4.2设计参数与性能指标289
10.4.3系统总体结构方案设计290
10.4.4运动学及动力学分析290
10.4.5机械系统设计292
10.4.6能源系统设计294
10.4.7控制系统设计295
10.4.8驱动系统设计296
10.4.9传感系统设计296
习题299
参考文献300

在机器人技术快速发展的今天，要想成为一名现代工程师，大学生和相关技术人员都有必要学习和掌握一些机器人学方面的知识。对于机电类专业的学生，机器人技术应该是必修课。特别是近几年新增的机器人工程专业的学生，更是需要学习机器人工程的设计和应用技术。《机器人技术——设计、应用与实践》是根据新工科创新人才培养理念，以面向21世纪为指导思想编写而成的。《机器人技术——设计、应用与实践》共分10章。章为概论，第2章为机器人机械系统结构与设计，第3章为机器人运动学和动力学，第4章为机器人传感器技术，第5章为机器人驱动系统设计，第6章为机器人控制技术，第7章为智能机器人，第8章为机器人编程，第9章为机器人在不同领域中的应用，0章为机器人系统设计实践实例。《机器人技术——设计、应用与实践》从机器人技术基础出发，由浅入深，图文并茂，系统地介绍机器人技术原理、设计、应用及其发展趋势。