机器人技术

随着机器人技术的飞速发展，特别是工业机器人已广泛应用于各个领域的工业现场。为了适应岗位的需求，机器人技术也应该在工程类学生中普及。本书共7章，内容包括绪论、机器人的机械结构、传感器在机器人上的应用、机器人的驱动系统、机器人控制系统、机器人的编程语言、机器人的应用。本教材编写时立足于机器人理论知识和实际应用技术的恰当结合，强调工程实际应用，体现了当前机器人领域的最 新技术，并以典型应用实例为主线，将其贯穿于整个理论教学和实验教学的全过程，把理论与实践教学有机地结合起来，充分发掘学生的创造潜能，提高学生解决实际问题的综合能力。

前言
第1章绪论1
1.1机器人的产生与发展1
1.2机器人的定义3
1.3机器人的分类4
1.4机器人技术的主要内容11
小结12
思考题12
第2章机器人的机械结构13
2.1机器人的基本结构13
2.2机器人主要技术参数14
2.3工业机器人机械结构及应用19
2.4机器人的位姿问题29
小结33
思考题33
第3章传感器在机器人上的应用34
3.1机器人常用传感器简介34
3.2机器人传感器的要求与选择36
3.3常用机器人内部传感器38
3.4常用机器人外部传感器43
3.5多传感器信息融合55
小结58
思考题58
第4章机器人的驱动系统59
4.1机器人的驱动方式59
4.2液压驱动系统62
4.3气压驱动系统68
4.4电气驱动系统73
4.5新型驱动器82
小结87
思考题87
第5章机器人控制系统88
5.1控制系统概述88
5.2工业机器人控制的分类93
5.3工业机器人的位置控制94
5.4工业机器人的运动轨迹控制95
5.5智能控制技术100
小结111
思考题112
第6章机器人编程语言113
6.1机器人编程要求与语言类型113
6.2机器人语言系统结构和基本功能115
6.3常用机器人编程语言117
6.4机器人的离线编程和自主编程139
小结145
思考题145
第7章机器人的应用146
7.1机器人应用概述146
7.2机器人的典型应用148
7.3机器人应用的发展趋势171
小结174
思考题174
参考文献175

前言机器人技术在短短几十年中，已经广泛应用于国民经济的各个领域。在现代化的工业生产中，机器人从事焊接、喷涂、装配、搬运、加工、检验等工作，已经成为生产中不可缺少的得力助手。在其他领域，如医疗、服务、深海、外太空等方面，机器人也在不断发展，发挥着巨大作用。 机器人是典型的机电一体化设备，涉及机械工程、电子技术、计算机技术、自动控制理论以及人工智能等多门学科的知识。作为一名21世纪的工程师、理工科学生，有必要学习并掌握一些机器人方面的知识。特别是自动化类和机械工程类专业的学生，更应该把机器人技术作为必修课来学习。 本书共分7章，以机器人技术的基本理论、基本方法、典型工程应用为主线展开介绍，具体内容如下： 第1章：简单介绍了机器人的产生、发展、定义、分类和其研究的主要内容，目的是使读者对机器人有一个初步的认识和了解，为后续内容的学习奠定基础。 第2章：主要介绍了机器人的基本结构、组成特点及主要技术参数，在此基础上，对工业机器人的基本结构、分类、应用及发展趋势做了简单介绍；还重点介绍了工业机器人的机身、臂部、腕部、手部及移动机构的相关结构特点、应用形式以及机器人的位姿问题。 第3章：主要对机器人常用的传感器的基本分类、功能与要求及选择条件等做了简单介绍；另外对机器人的内部传感器、外部传感器的工作原理和常用类型做了介绍；重点介绍了机器人常用的几种典型内部传感器和外部传感器的原理及应用；最后介绍了多传感器信息融合技术的概念、分类、结构形式和发展趋势。 第4章：主要介绍了各种驱动方式的应用特点，其次对各种机器人常用的驱动方式如液压驱动、气压驱动、步进电动机驱动、直流伺服电动机驱动、交流伺服电动机驱动等做了详尽介绍，同时还介绍了一些新型驱动器的应用情况。 第5章：主要介绍了机器人控制系统的分类、机器人位置控制、运动轨迹规划、力（力矩）控制、工业机器人控制方式等内容。 第6章：主要介绍了机器人常用编程语言、工业机器人的编程方式及应用实例。 第7章：主要介绍了机器人在不同领域的应用，重点介绍了几种典型应用，包括工业用的焊接机器人、装配机器人、农业常用机器人和服务业常用机器人等，并对机器人技术未来的发展趋势及发展方向做了介绍。 本书在第1版的基础上，总结了最近几年该教材的使用情况及在教学中的需求，做了适当的修订。本次修订注重理论与实践结合，强调实际应用，突出教材的实用性和先进性。 本次主要修订了第1章、第2章、第3章、第6章和第7章的内容。第1章增加了近几年国内工业机器人的应用情况；第2章修订了机器人的最新发展趋势；第3章对多信息融合的典型应用做了补充说明；第6章增加了机器人自主编程的内容；第7章结合近年来的新趋势和新技术，修订了机器人应用概述及机器人的发展趋势这两部分内容。 本书可作为应用型本科、高职高专机械工程类、自动化类专业及其他相关专业的教材，也适用于有关工程技术人员作为参考。 本书由张玫、邱钊鹏、诸刚编写，由张玫统稿。 由于编者水平有限和时间仓促，书中难免有错误和不足，恳请广大读者批评指正。 作者