普通高等教育“十三五”规划教材 暨智能制造领域人才培养规划教材 机器人技术基础2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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第1章 绪论1

1.1 机器人发展及定义1

1.1.1 机器人发展简史1

1.1.2 机器人的定义5

1.2 机器人的组成与分类6

1.2.1 机器人的组成6

1.2.2 机器人的分类7

1.3 机器人的技术参数11

1.3.1 机器人的主要技术参数11

1.3.2 ABB IRB1600-6/1.2技术参数13

1.4 机器人的发展趋势13

1.4.1 发展趋势13

1.4.2 发展特点和涵盖内容14

本章小结15

习题15

第2章 机器人的本体结构16

2.1 串联机器人的结构16

2.1.1 机座17

2.1.2 臂部17

2.1.3 腕部20

2.1.4 末端执行器23

2.1.5 机器人的驱动与传动28

2.1.6 传动机构的定位与消隙技术39

2.2 并联机器人的结构42

2.2.1 并联机构概述42

2.2.2 并联机器人的发展43

2.2.3 并联机器人的应用44

2.3 移动机器人的结构45

2.3.1 车轮式移动机构45

2.3.2 履带式移动机构46

2.3.3 步行机器人46

本章小结47

习题47

第3章 机器人运动学分析49

3.1 机器人坐标系49

3.1.1 固定坐标系49

3.1.2 运动坐标系50

3.1.3 位置描述50

3.1.4 姿态描述50

3.2 齐次坐标及变换50

3.2.1 齐次坐标50

3.2.2 齐次坐标变换51

3.3 机器人位姿描述57

3.3.1 连杆的位姿描述57

3.3.2 手部的位姿描述59

3.4 机器人位姿分析60

3.4.1 连杆坐标系与连杆参数60

3.4.2 连杆坐标变换矩阵61

3.4.3 运动方程62

3.5 串联机器人运动学分析62

3.5.1 正向运动学62

3.5.2 逆向运动学66

3.5.3 运动学反解讨论69

3.6 并联机器人机构位置分析70

3.6.1 位置反解70

3.6.2 位置正解71

本章小结76

习题76

第4章 机器人动力学分析79

4.1 串联机器人速度雅可比矩阵与速度分析79

4.1.1 串联机器人速度雅可比矩阵79

4.1.2 串联机器人速度分析81

4.2 串联机器人静力学分析83

4.2.1 机器人手臂的静力学83

4.2.2 串联机器人力雅可比85

4.2.3 串联机器人静力学的两类问题86

4.3 机器人动力学分析87

4.3.1 拉格朗日方程87

4.3.2 牛顿-欧拉方程91

4.3.3 关节空间和操作空间及动力学94

4.4 并联机器人动力学分析95

4.4.1 并联机器人动力学95

4.4.2 RPY角描述方法95

4.4.3 雅可比矩阵96

4.4.4 并联机器人模型的建立96

本章小结101

习题101

第5章 机器人传感器103

5.1 机器人传感器分类和性能指标103

5.1.1 机器人传感器定义103

5.1.2 机器人传感器的分类104

5.1.3 传感器性能指标105

5.1.4 机器人传感器的要求与选择107

5.2 机器人内部传感器108

5.2.1 位置和角度传感器109

5.2.2 速度（角速度）传感器114

5.2.3 加速度传感器116

5.2.4 倾斜角传感器117

5.3 机器人外部传感器118

5.3.1 视觉传感器118

5.3.2 听觉传感器120

5.3.3 触觉传感器122

5.3.4 接近觉传感器128

5.3.5 其他传感器131

5.4 传感器融合132

5.4.1 多传感器信息融合技术132

5.4.2 多传感器融合应用实例132

本章小结133

习题134

第6章 机器人控制系统135

6.1 概述135

6.2 机器人控制系统组成137

6.3 驱动与运动控制系统138

6.3.1 电动机驱动的系统动力学138

6.3.2 运动控制系统142

6.4 机器人位置控制144

6.4.1 单关节位置控制145

6.4.2 单关节控制器增益参数确定148

6.4.3 单关节控制器误差分析150

6.4.4 多关节位置控制151

6.5 机器人力控制152

6.5.1 基本概念153

6.5.2 机器人手臂及环境的建模156

6.5.3 基于位置控制的力控制方式157

6.5.4 作业约束与控制策略160

6.5.5 力/位混合控制162

6.6 并联机器人控制164

6.6.1 6-SPS平台机构分析和建模164

6.6.2 6-SPS平台机构的神经网络PID控制166

6.7 机器人变结构控制167

6.7.1 变结构控制原理167

6.7.2 机器人滑模变结构控制器169

本章小结171

习题171

第7章 工业机器人运动规划173

7.1 机器人轨迹规划概述173

7.1.1 机器人轨迹的概念173

7.1.2 轨迹规划的一般性问题173

7.1.3 轨迹的生成方式175

7.1.4 轨迹规划涉及的主要问题175

7.2 插补方式分类176

7.2.1 插补方式分类176

7.2.2 机器人轨迹控制过程176

7.3 机器人轨迹插值计算177

7.3.1 直线插补177

7.3.2 圆弧插补178

7.3.3 定时插补与定距插补180

7.3.4 关节空间插补181

7.4 机器人手部路径的轨迹规划189

7.4.1 操作对象的描述189

7.4.2 作业的描述189

7.5 移动机器人路径规划191

7.5.1 移动机器人路径规划技术191

7.5.2 移动机器人全局规划方法192

7.5.3 移动机器人局部规划方法193

本章小结194

习题195

第8章 机器人语言与编程196

8.1 概述196

8.2 机器人编程要求与语言类型196

8.2.1 机器人编程要求196

8.2.2 机器人编程语言类型198

8.3 编程语言系统和基本功能198

8.3.1 机器人语言系统198

8.3.2 机器人语言系统的基本功能198

8.4 常用的机器人编程语言200

8.4.1 AL语言201

8.4.2 VAL 3语言202

8.4.3 IML语言205

8.5 机器人的示教编程205

8.5.1 示教编程特点205

8.5.2 示教编程举例206

8.6 机器人离线编程及其系统210

8.6.1 机器人离线编程的特点211

8.6.2 机器人离线编程系统的组成211

8.6.3 离线编程系统的发展213

本章小结214

习题214

第9章 机器人应用及发展趋势215

9.1 机器人应用215

9.1.1 工业机器人应用215

9.1.2 服务机器人应用216

9.1.3 空中机器人应用216

9.1.4 医疗及康复机器人应用217

9.1.5 教育机器人应用217

9.1.6 救援机器人应用218

9.2 未来机器人发展趋势219

本章小结221

习题221

参考文献222