机器人技术基础(机器人工程专业应用型人才培养系列教材)

本书是一部系统论述机 器人技术基础的教程。全书 共分为7章：第1章介绍机器 人的基本概念与分类、机器 人的技术参数；第2章介绍 机器人运动学；第3章介绍 机器人动力学；第4章主要 介绍工业机器人系统的基本 组成；第5章介绍机器人的 控制技术、轨迹规划、传感 器等；第6章介绍机器人编 程语言的相关知识；第7章 介绍工业机器人应用，如焊 接机器人、码垛机器人等。 本书编写的目的是使学 生了解机器人的分类与应用 、机器人运动学与动力学基 本概念、机器人本体基本结 构、机器人轨迹规划、机器 人控制系统的构成及编程语 言、典型工业机器人自动线 的基本组成及特点等内容， 对机器人及其控制系统有一 个完整的理解。培养学生在 机器人技术方面分析与解决 问题的能力，培养学生在机 器人技术方面具有一定的动 手能力，为毕业后从事“工 业机器人”及“服务机器人” 系统的模拟、编程、调试、 操作、销售及自动化生产系 统维护维修与管理、生产管 理等专业工作打下必要的机 器人技术基础。 本书适合作为高等院校 机器人工程专业相关课程的 教材，也可以作为工业机器 人爱好者的自学参考用书，

第1章 绪论 1.1 工业机器人的发展 1.1.1 机器人的发展 1.1.2 机器人的定义 1.1.3 机器人的分类 1.2 工业机器人技术性能 1.2.1 主要技术参数 1.2.2 自由度 1.2.3 工作精度 1.2.4 工作范围 1.2.5 最大工作速度 1.2.6 允许力矩和允许惯量 1.3 工业机器人的特点和结构形态 1.3.1 机器人的特点 1.3.2 机器人的结构形态 第2章 机器人运动学 2.1 位置姿态与坐标 2.1.1 位置姿态表示与坐标系描述 2.1.2 坐标变换 2.1.3 齐次坐标变换 2.1.4 齐次变换算子 2.1.5 变换方程 2.2 机器人运动学 2.2.1 运动姿态和方向角 2.2.2 运动位置和坐标 2.2.3 连杆描述及变换矩阵 2.3 机器人运动模型 2.3.1 两轮机器人运动学 2.3.2 三轮全向运动模型 2.3.3 四轮全驱滑移运动模型 2.3.4 四轮全向运动模型 2.4 逆运动学问题解法 2.4.1 欧拉变换解 2.4.2 滚、仰、偏变换解 2.4.3 球面变换解 2.4.4 PUMA560的逆运动学 第3章 机器人动力学 3.1 刚体的转动惯量 3.1.1 刚体定轴转动与惯性矩 3.1.2 刚体的惯性张量 3.2 刚体动力学 3.2.1 刚体的动能与位能 3.2.2 拉格朗日方程 3.3 机械手动力学方程 第4章 工业机器人的结构组成 4.1 工业机器人的系统组成 4.2 机器人本体机械安装结构组成 4.2.1 机器人基座和腰部结构 4.2.2 机器人大臂结构 4.2.3 机器人手腕和前臂结构 4.2.4 搬运机器人末端执行器 4.3 驱动结构 4.3.1 编码器 4.3.2 驱动装置 4.4 减速结构 4.4.1 RV减速器 4.4.2 谐波减速器 第5章 机器人控制及轨迹规划 5.1 机器人的基本控制特点和功能 5.1.1 机器人控制关键技术 5.1.2 机器人基本控制特点 5.1.3 机器人控制系统的功能 5.2 机器人的控制方式 5.3 机器人轨迹规划 5.3.1 轨迹规划基本原理 5.3.2 关节空间的轨迹规划 5.3.3 直角坐标空间的轨迹规划 5.4 机械臂路径规划 5.4.1 三次多项式插值 5.4.2 用抛物线过渡的线性插值 5.4.3 轨迹的实时生成 5.5 机器人传感器 5.5.1 机器人内部传感器 5.5.2 机器人外部传感器 5.5.3 机器人视觉装置 5.6 机器人避障技术的分类 5.6.1 基于遗传算法的机器人避障算法 5.6.2 基于神经网络算法的机器人避障方法 5.6.3 基于模糊控制的机器人避障算法 第6章 机器人编程 6.1 机器人编程语言的基本要求和类别 6.1.1 动作级语言 6.1.2 对象级语言 6.1.3 任务级语言 6.1.4 机器人编程的要求 6.1.5 机器人编程语言的类型 6.1.6 机器人编程语言的基本功能 6.2 机器人编程实现方式 6.2.1 顺序控制的编程 6.2.2 示教方式编程 6.2.3 示教盒示教编程 6.2.4 脱机编程或预编程 6.3 机器人离线编程 6.3.1 离线编程的优点 6.3.2 离线编程主要内容 6.3.3 SRVWS离线编程软件 6.4 常用机器人编程语言介绍 6.4.1 机器人编程 6.4.2 工业机器人主流离线编程软件 第7章 工业机器人应用 7.1 焊接机器人 7.1.1 点焊机器人 7.1.2 弧焊机器人 7.1.3 激光焊接机器人 7.2 分拣机器人 7.2.1 分拣机器人的工作原理 7.2.2 分拣机器人的构成 7.2.3 分拣机器人的优点 7.3 码垛机器人 7.4 搬运机器人 7.4.1 搬运机器人的分类 7.4.2 搬运机器人的系统组成 7.5 工业机器人应用领域 7.5.1 汽车行业 7.5.2 食品医药行业 7.5.3 电子行业 参考文献