机器人概论

本书自出版以来，深受广大师生好评，共印刷5次，发行了一万多册。本书详细叙述了机器人的起源、发展、分类、应用、组成、功能及应用前景，较系统地阐述了机器人技术的基础知识，并在相关章节中列举了若干机器人应用实例，如特种机器人、生物生产机器人、足球机器人、仿生机器人等，很后结合大学生的特点，介绍了机器人大赛的有关知识，比较全面地反映了靠前外机器人研究和应用的新进展。本书内容新颖、逻辑性强，既有普及性，又有一定深度，图文并茂，可读性强。本书适合高等院校机械电子工程，自动化专业的本科生作为教材使用，也可供从事机电行业的工程技术人员使用或参考。

第2版前言
第1版前言
第1章机器人概述
1.1机器人的概念和分类
1.1.1机器人的概念
1.1.2机器人的分类
1.2机器人发展史
1.2.1古代机器人
1.2.2现代机器人
1.2.3中国机器人的发展
1.3机器人的基本结构
1.4机器人与人
1.5机器人的研究内容
第2章机器人博览
2.1工业机器人
2.1.1概述
2.1.2工业机器人在工业生产中的应用
2.1.3工业大国的机器人国家战略
2.1.4工业机器人产业发展模式
2.1.5全球著名工业机器人新产品
2.1.6工业机器人的发展趋势
2.2特种机器人
2.2.1护士助手
2.2.2口腔修复机器人
2.2.3进入血管的机器人
2.2.4高楼擦窗和壁面清洗机器人
2.2.5清洗巨人
2.2.6汽车加油机器人
2.2.7康复机器人
2.2.8微创外科手术机器人
2.3军用机器人
2.3.1机器警察
2.3.2机器工兵
2.3.3机器保安
2.3.4水下机器人
2.3.5未来奇兵
2.3.6太空机器人
第3章机器人机械结构
3.1机器人末端执行器
3.1.1夹钳式取料手
3.1.2吸附式取料手
3.1.3专用末端操作器及换接器
3.1.4仿生多指灵巧手
3.2机器人手腕
3.2.1概述
3.2.2手腕的分类
3.3机器人手臂
3.3.1手臂直线运动机构
3.3.2手臂回转运动机构
3.3.3手臂俯仰运动机构
3.3.4手臂复合运动机构
3.3.5新型的蛇形机械手臂
3.4机器人机座
3.4.1固定式机器人
3.4.2行走式机器人
3.5机器人的传动
3.5.1移动关节导轨及转动关节轴承
3.5.2传动件的定位及消隙
3.5.3谐波传动
3.5.4丝杠螺母副及滚珠丝杠传动
3.5.5其他传动
第4章机器人控制技术
4.1机器人控制基础
4.1.1机器人控制系统的特点
4.1.2机器人的控制方式
4.1.3机器人控制系统结构和工作原理
4.1.4机器人单关节位置伺服控制
4.1.5机器人的力控制
4.1.6机器人智能控制
4.2机器人传感器
4.2.1机器人传感器概述
4.2.2内部传感器
4.2.3外部传感器
4.2.4多传感器融合
4.3机器人编程
4.3.1机器人编程系统及方式
4.3.2对机器人的编程要求
4.3.3机器人编程语言的类型
4.3.4动作级语言
4.3.5对象级语言
第5章特种机器人应用
5.1特种机器人应用的意义
5.2特种机器人系统
5.2.1特种机器人的共性技术
5.2.2基于行为的特种机器人体系结构
5.2.3特种机器人重点研究的科学问题
5.3特种机器人应用实例
5.3.1水下机器人
5.3.2地面移动机器人
5.3.3空中机器人(无人机)
5.3.4空间机器人
第6章生物生产机器人
6.1生物生产机器人概述
6.1.1生物生产机器人的独特性
6.1.2生物生产机器人的作业对象
6.2生物生产机器人的基本组成
6.3生物生产机器人的应用实例
6.3.1番茄收获机器人
6.3.2黄瓜收获机器人
6.3.3草莓收获和拣选机器人
6.3.4多功能机器人
6.3.5植物保护机器人
6.3.6肉品加工机器人
第7章仿生机械学
7.1仿生机械学定义
7.2仿生机械简史
7.3仿生机械学的研究领域
7.4仿生设计
7.4.1生物形态与工程结构
7.4.2生物形态与运动
7.5仿生机械与机器人技术、康复工程
7.5.1仿生机械与机器人技术
7.5.2仿生机器人的研究
7.5.3康复工程与假肢技术
7.6仿生机械实例
7.6.1仿生机器蟹
7.6.2水母机器人
7.6.3仿生机器鱼
7.6.4机器龙虾
7.6.5仿生企鹅
7.6.6机器苍蝇
7.6.7机器雨燕
7.6.8仿生蚱蜢跳跃机器人
7.6.9仿生机器人壁虎
7.6.10仿生快速穿越沙地机器人
7.6.11仿生机器蛇
7.6.12水面行走机器人
7.6.13大狗机器人
7.6.14猎豹机器人
7.6.15袋鼠机器人
第8章机器人大赛
8.1梦想从机器人开始
8.2智能足球机器人系统概述
8.2.1智能足球机器人系统
8.2.2智能足球机器人系统的产生
8.2.3智能足球机器人在中国的发展
8.3智能足球机器人系统的组成及其应用
8.3.1智能足球机器人系统的组成
8.3.2智能足球机器人系统的应用
8.4智能小型足球机器人的本体结构
8.4.1机械子系统
8.4.2控制子系统
8.4.3板载软件
8.5智能小型足球机器人系统的通信系统与电源子系统
8.5.1无线通信系统的组成
8.5.2电源子系统
8.6智能中型足球机器人的硬件结构
8.6.1硬件结构组成
8.6.2机械结构
8.6.3微处理单元
8.7智能中型足球机器人系统的软件结构
8.7.1视觉子系统
8.7.2通信子系统
8.7.3决策子系统
8.7.4控制子系统
第9章前沿机器人
9.1仿人机器人
9.1.1仿人机器人的发展历史和研究现状
9.1.2立体视觉系统
9.1.3五指灵巧手
9.1.4二足步行机构
9.1.5人机交互技术
9.1.6仿人机器人的触觉系统
9.1.7仿人机器人的发展方向
9.2微型机器人与微操作
9.2.1微型机器人的概念及其发展现状
9.2.2微型机器人
9.2.3微操作机器人
参考文献

《机器人概论》自出版以来，深受广大师生好评，共印刷5次，发行了一万多册。近几年我国机器人产业的发展突飞猛进，随着东莞市《关于大力发展机器人智能装备产业打造有全球影响力的先进制造基地的意见》文件及各项扶持政策的出台，“机器换人”在珠三角的制造业重镇——东莞轰轰烈烈地开展，尤其是国家出台了有关大力发展机器人的政策，全国迅速掀起了一场“机器换人”的浪潮。近几年，国际上出现了很多新型机器人产品，并快速推向市场。
    为适应机器人的发展，满足高等学校机电类专业教学的需要，我们组织对《机器人概论》进行了修订。本次修订力求反映国内外机器人技术的新进展和应用状况，紧密联系实际，选材新颖。
    本书第1版出版后，曾有不少专家、学者与作者联系，提出了不少宝贵的意见和建议。在此基础上，我们对本书第1版进行了适当的删改和补充，修正了原书的错误和陈旧之处，增加了近几年国内外机器人的新成果和产品，如ABB双臂机器人，同时也增加了主要工业大国的机器人国家战略和我国工业机器人产业发展模式等内容。
    本书由山东建筑大学李云江任主编，并负责全书的统稿及修改。山东科技大学樊炳辉教授任主审。山东建筑大学何芹、吕志杰和王忠雷，华南农业大学贾瑞昌，山东交通学院司文慧参加了编写与修改工作。其中李云江编写了第1章、第2章的第2.1节和2.2节、第6章，贾瑞昌编写了第3章、第7章，司文慧编写了第4章，吕志杰编写了第5章，何芹编写了第2章的第2.3节、第8章，王忠雷编写了第9章。
    本书在编写和修订过程中，参考并引用了大量有关机器人方面的论著、资料，有些插图来自于互联网，限于篇幅，不能在文中一一列举，在此一并对其作者致以衷心的感谢。
    本书适合高等院校机械电子工程、自动化专业的本科生作教材使用，也可供从事机电行业的工程技术人员使用或参考。
    由于编者水平有限，书中难免存在不足和错误之处，恳请各位专家和广大读者批评指正。

    编者