机器人技术基础

\\\"机器人作为现代工业技术的集大成者， 是一门涉及机械、 自动化控制、 计算机、 通信、材料的多学科综合技术。 机器人的出现极大地方便了人们的生产和生活，使得我们可以解放双手， 成为自动化生产和生活的组织者与领导者。 如今， 机器人已逐渐成为工业生产、 人们日常生活中不可或缺的角色。 本书通过理论讲解和实例，对机器人的概念、 发展历史及分类进行了简要的介绍；介绍了机器人的组成和一般设计方法， 以及本课程实践所用机器人开发平台及各器件；介绍了本课程实践中所用到的软件开发平台；介绍了一些基础的机器人设计项目实验和综合性的机器人设计项目。 本书基于工程训练的项目式教学需求， 可作为本科院校理工科专业相关课程的教材。\\\"

\"黄新，辽宁理工学院、沈阳科技学院双聘教学质量管理处处长、副教授，本科毕业于华侨大学信息工程学院电气工程及其自动化专业，硕士毕业于哈尔滨理工大学电气与电子工程学院信号与信息处理专业。 科研方面主要从事数字信号处理、机器视觉与数字图像处理、机器人智能感知等方面的研究，主持国家教育部产学合作协同育人项目1项，辽宁省教育厅科技项目2项，辽宁省教育科学十四五规划项目1项，；发在国内外期刊发表多篇高水平论文，授权专利10余项，其中国家发明专利1项。\"

第1章 绪论 1.1 机器人概述 1.1.1 机器人的起源与发展 1.1.2 机器人的定义 1.1.3 机器人技术的研究领域与相关学科 1.2 机器人的分类 1.2.1 按机器人的开发内容与应用场合分类 1.2.2 按机器人的智能程度分类 1.2.3 按机器人的机械结构分类 1.2.4 按机器人的坐标结构分类 1.2.5 按机器人的控制方式分类 1.2.6 按机器人的驱动方式分类 1.2.7 按机器人的性能指标分类 1.2.8 按机器人的移动性分类 1.3 机器人的组成和技术参数 1.3.1 机器人的组成 1.3.2 机器人的技术参数 1.4 本章小结 第2章 机器人本体结构 2.1 机器人本体概述 2.1.1 机器人本体的基本结构 2.1.2 机器人本体材料的选择 2.2 机身及臂部结构 2.2.1 机身结构的基本形式和特点 2.2.2 臂部结构的基本形式和特点 2.2.3 机器人的平稳性和臂杆平衡方法 2.3 腕部及手部结构 2.3.1 腕部结构的基本形式和特点 2.3.2 手部结构的基本形式和特点 2.4 传动及行走机构 2.4.1 传动机构的基本形式和特点 2.4.2 行走机构的基本形式和特点 2.5 本章小结 第3章 位姿描述与齐次变换 3.1 位姿描述 3.1.1 位置描述 3.1.2 姿态描述 3.1.3 位姿描述 3.2 坐标变换 3.2.1 平移变换 3.2.2 旋转变换 3.2.3 复合变换 3.3 齐次坐标 3.3.1 齐次坐标的表示 3.3.2 坐标轴的方向表示 3.3.3 刚体的位姿表示 3.4 齐次坐标变换 3.4.1 一般齐次变换 3.4.2 平移齐次变换 3.4.3 旋转齐次变换 3.4.4 复合齐次变换 3.5 本章小结 第4章 机器人运动学 4.1 机器人的位姿分析 4.1.1 连杆坐标系的建立 4.1.2 连杆坐标系间的变换矩阵 4.2 机器人正运动学 4.3 机器人逆运动学 4.3.1 逆运动学方程解的特点 4.3.2 逆运动学的封闭解法 4.4 机器人运动学的综合应用 4.4.1 斯坦福机器人运动学求解 4.4.2 PUMA560机器人运动学求解 4.5 本章小结 第5章 机器人动力学 5.1 机器人雅可比 5.1.1 机器人的微分运动 5.1.2 机器人雅可比的定义 5.1.3 机器人速度分析 5.1.4 机器人奇异点 5.2 机器人静力分析 5.2.1 操作臂的力和力矩平衡 5.2.2 机器人力雅可比 5.2.3 机器人静力计算 5.3 机器人动力学方程 5.3.1 欧拉方程 5.3.2 拉格朗日方程 5.3.3 平面关节机器人动力学分析 5.4 机器人的动态特性 5.5 本章小结 第6章 机器人轨迹规划 6.1 机器人轨迹规划概述 6.1.1 机器人轨迹的概念 6.1.2 轨迹规划的一般性问题 6.1.3 轨迹的生成方式 6.1.4 轨迹规划涉及的主要问题 6.2 插补方式分类与轨迹控制 6.2.1 插补方式分类 6.2.2 机器人轨迹控制过程 6.3 机器人轨迹插值计算 6.3.1 直线插补 6.3.2 圆弧插补 6.3.3 定时插补与定距插补 6.3.4 关节空间插补 6.4 笛卡尔路径轨迹规划 6.4.1 操作对象的描述 6.4.2 作业的描述 6.5 本章小结 第7章 机器人控制 7.1 机器人控制概述 7.1.1 机器人控制特点 7.1.2 机器人控制方式 7.1.3 机器人基本控制原则 7.1.4 伺服控制系统举例 7.2 机器人传感器 7.2.1 机器人传感器的特点和要求 7.2.2 机器人内部传感器 7.2.3 机器人外部传感器 7.3 机器人的位置控制 7.3.1 位置控制的基本结构 7.3.2 单关节位置控制 7.3.3 操作臂的多关节控制 7.4 机器人的力和位置混合控制 7.4.1 力控制的基本概念 7.4.2 力和位置混合控制 7.5 分解运动控制 7.5.1 关节坐标与直角坐标间的运动关系 7.5.2 分解运动速度控制 7.5.3 分解运动加速度控制 7.5.4 分解运动力控制 7.6 本章小结 第8章 工业机器人 8.1 工业机器人的应用准则与工作站设计 8.1.1 工业机器人的应用准则 8.1.2 机器人工作站的一般设计原则 8.2 焊接机器人 8.2.1 焊接机器人概述 8.2.2 焊接机器人的特点、分类及结构形式 8.2.3 点焊机器人工作站系统 8.2.4 弧焊机器人工作站系统 8.3 搬运及码垛机器人工作站 8.3.1 搬运机器人工作站的分类与特点 8.3.2 搬运机器人工作站系统 8.3.3 码垛机器人工作站的分类与特点 8.3.4 码垛机器人工作站系统及应用 8.4 喷涂机器人 8.4.1 喷涂机器人工作站系统 8.4.2 EP-500S小型电动喷涂机器人 8.4.3 EP-500S机器人的应用 8.5 装配机器人 8.5.1 装配机器人的分类及特点 8.5.2 装配机器人应用举例 8.6 本章