机器人技术基础及应用

本书系统地介绍了机器人技术的基础理论及应用知识，以及国内外机器人研究与应用的最新进展。全书共10章，内容包括机器人概论、机器人机械结构及驱动传动系统、机器人运动学、机器人动力学、机器人控制、机器人轨迹规划、机器人传感、机器人仿真、机器人应用和机器人技术变革。 本书可作为高等院校机械电子工程、机械设计制造及其自动化、机器人工程、智能制造工程等专业本科生或研究生的专业课程教材，也可为从事机器人研究、开发和应用的科研人员提供参考。

项四通，宁波大学副教授，博士毕业于上海交通大学，曾于2016年-2017年于中科新松有限公司（机器人）担任技术研发工程师，在职期间从事七轴协作机器人与爬壁式自主移动机器人的研发工作。2017年至今工作于宁波大学，担任机械系副主任。

第1章 机器人概论 1.1 机器人的概念 1.2 机器人的基本组成与分类 1.2.1 机器人的基本组成 1.2.2 机器人的分类 1.3 机器人的技术参数 1.4 机器人的应用与发展 1.4.1 机器人的应用领域 1.4.2 机器人的发展趋势 1.4.3 国内外主要机器人公司 本章小结与重点 习题 本章重点专业英语词汇 第2章 机器人机械结构及驱动传动系统 2.1 机器人机械结构及驱动传动系统概述 2.2 机器人的机械结构 2.2.1 串联机器人的机械结构 2.2.2 并联机器人的机械结构 2.2.3 移动机器人的机械结构 2.2.4 末端执行器 2.3 机器人的驱动系统 2.3.1 电机驱动 2.3.2 液压驱动 2.3.3 气压驱动 2.3.4 其他驱动方式 2.4 机器人的传动机构 2.4.1 谐波减速器 2.4.2 RV减速器 2.4.3 同步带传动 本章小结与重点 习题 本章重点专业英语词汇 第3章 机器人运动学 3.1 机器人运动学概述 3.2 齐次坐标及对象描述 3.2.1 点的位置描述 3.2.2 齐次坐标 3.2.3 坐标轴方向的描述 3.2.4 动坐标系位姿的描述 3.3 齐次坐标及变换 3.3.1 平移的齐次变换 3.3.2 旋转的齐次变换 3.3.3 复合变换 3.3.4 算子左乘和右乘规则 3.4 工业机器人连杆参数及其齐次变换矩阵 3.4.1 连杆参数及连杆坐标系的建立 3.4.2 连杆坐标系之间的变换矩阵 3.5 串联机器人运动学分析 3.5.1 机器人运动学方程 3.5.2 正运动学 3.5.3 逆运动学 3.5.4 运动学反解 本章小结与重点 习题 本章重点专业英语词汇 第4章 机器人动力学 4.1 机器人动力学概述 4.2 机器人速度雅可比矩阵与速度分析 4.2.1 机器人速度雅可比矩阵 4.2.2 机器人速度分析 4.3 机器人力雅可比矩阵与静力计算 4.3.1 机器人静力学 4.3.2 机器人力雅可比矩阵 4.3.3 机器人静力计算 4.4 机器人动力学建模 4.4.1 拉格朗日法 4.4.2 牛顿-欧拉法 4.4.3 关节空间和操作空间动力学 4.5 机器人动力学应用实例 4.5.1 碰撞检测 4.5.2 牵引示教 本章小结与重点 习题 本章重点专业英语词汇 第5章 机器人控制 5.1 机器人控制概述 5.2 机器人控制的特点及分类 5.2.1 机器人控制的特点 5.2.2 机器人控制的分类 5.3 机器人位置控制 5.3.1 位置控制器模型 5.3.2 单关节位置控制 5.3.3 多关节位置控制 5.4 机器人力控制 5.4.1 力控制基本原理 5.4.2 稳态误差分析 5.4.3 机器人位置/力混合控制 5.5 机器人智能控制 5.5.1 自适应控制 5.5.2 滑膜控制 5.5.3 学习控制 本章小结与重点 习题 本章重点专业英语词汇 第6章 机器人轨迹规划 6.1 机器人轨迹规划概述 6.2 机器人轨迹规划的基本原理 6.2.1 轨迹规划的概念 6.2.2 轨迹规划的一般性问题 6.2.3 轨迹规划的生成方式 6.2.4 轨迹规划涉及的主要问题 6.3 关节机器人的轨迹规划 6.3.1 多项式插值轨迹规划 6.3.2 抛物线过渡的线性运动轨迹 本章小结与重点 习题 本章重点专业英语词汇 第7章 机器人传感 7.1 机器人传感概述 7.2 机器人传感器分类与性能指标 7.2.1 机器人传感器的定义 7.2.2 机器人传感器的分类 7.2.3 机器人传感器的性能指标 7.2.4 机器人传感器的要求与选择 7.3 机器人内部传感器 7.3.1 位移传感器 7.3.2 速度传感器 7.3.3 加速度传感器 7.3.4 倾斜角传感器 7.4 机器人外部传感器 7.4.1 视觉传感器 7.4.2 力觉传感器 7.4.3 距离传感器 7.4.4 其他传感器 7.5 机器人多传感器信息融合 7.5.1 多传感器信息融合技术 7.5.2 多传感器信息融合应用实例 本章小结与重点 习题 本章重点专业英语词汇 第8章 机器人仿真 8.1 机器人仿真概述 8.2 MATLAB/Simulink仿真工具箱 8.2.1 MATLAB/Simulink概述 8.2.2 Simulink工具箱的使用 8.3 基于MATLAB和Solidworks的机器人联合仿真案例 8.3.1 由Solidworks模型导入 8.3.2 在Simulink中对模型编程 8.3.3 仿真结果 本章小结与重点 习题 本章重点专业英语词汇 第9章 机器人应用 9.1 机器人应用概述 9.2 工业机器人 9.2.1 焊接机器人 9.2.2 搬运机器人 9.2.3 喷涂机器人 9.2.4 检修机器人 9.3 服务机器人 9.3.1 手术机器人 9.3.2 康复机器人 9.3.3 教育机器人 9.4 特种机器人 9.4.1 水下机器人 9.4.2 空间机器人 9.4.3 军用机器人 9.4.4 消防机器人 本章小结与重点 习题 本章重点专业英语词汇 第10章 机器人技术变革 10.1 机器人技术变革概述 10.2 仿生机器人 10.2.1 足式机器人 10.2.2 仿生鱼 10.2.3 扑翼飞行机器人 10.3 软体机器人 10.3.1 软体机械臂 10.3.2 软体机械手 10.3.3 软体仿生机器人 10.4 微纳机器人 10.4.1 微型机器人 10.4.2 微纳米机器人 10.4.3 微纳操作机器人 本章小结与重点