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第1章 机器人概述1

1.1 机器人的概念和分类1

1.1.1 机器人的概念1

1.1.2 机器人的分类2

1.2 机器人发展史3

1.2.1 古代机器人3

1.2.2 现代机器人4

1.2.3 中国机器人的发展5

1.3 机器人的基本结构7

1.4 机器人与人12

1.5 机器人的研究内容13

第2章 机器人博览15

2.1 工业机器人15

2.1.1 概述15

2.1.2 工业机器人在工业生产中的应用15

2.1.3 工业大国的机器人国家战略22

2.1.4 工业机器人产业发展模式24

2.1.5 全球著名工业机器人新产品24

2.1.6 工业机器人的发展趋势26

2.2 特种机器人27

2.2.1 护士助手27

2.2.2 口腔修复机器人28

2.2.3 进入血管的机器人28

2.2.4 高楼擦窗和壁面清洗机器人30

2.2.5 清洗巨人31

2.2.6 汽车加油机器人32

2.2.7 康复机器人32

2.2.8 微创外科手术机器人33

2.3 军用机器人34

2.3.1 机器警察34

2.3.2 机器工兵36

2.3.3 机器保安37

2.3.4 水下机器人38

2.3.5 未来奇兵39

2.3.6 太空机器人40

第3章 机器人机械结构44

3.1 机器人末端执行器44

3.1.1 夹钳式取料手45

3.1.2 吸附式取料手48

3.1.3 专用末端操作器及换接器51

3.1.4 仿生多指灵巧手52

3.2 机器人手腕54

3.2.1 概述54

3.2.2 手腕的分类54

3.3 机器人手臂57

3.3.1 手臂直线运动机构57

3.3.2 手臂回转运动机构58

3.3.3 手臂俯仰运动机构59

3.3.4 手臂复合运动机构59

3.3.5 新型的蛇形机械手臂60

3.4 机器人机座61

3.4.1 固定式机器人61

3.4.2 行走式机器人61

3.5 机器人的传动65

3.5.1 移动关节导轨及转动关节轴承66

3.5.2 传动件的定位及消隙68

3.5.3 谐波传动71

3.5.4 丝杠螺母副及滚珠丝杠传动72

3.5.5 其他传动72

第4章 机器人控制技术74

4.1 机器人控制基础74

4.1.1 机器人控制系统的特点74

4.1.2 机器人的控制方式74

4.1.3 机器人控制系统结构和工作原理76

4.1.4 机器人单关节位置伺服控制78

4.1.5 机器人的力控制84

4.1.6 机器人智能控制87

4.2 机器人传感器91

4.2.1 机器人传感器概述91

4.2.2 内部传感器92

4.2.3 外部传感器98

4.2.4 多传感器融合109

4.3 机器人编程111

4.3.1 机器人编程系统及方式112

4.3.2 对机器人的编程要求113

4.3.3 机器人编程语言的类型114

4.3.4 动作级语言117

4.3.5 对象级语言123

第5章 特种机器人应用126

5.1 特种机器人应用的意义126

5.2 特种机器人系统127

5.2.1 特种机器人的共性技术127

5.2.2 基于行为的特种机器人体系结构128

5.2.3 特种机器人重点研究的科学问题128

5.3 特种机器人应用实例129

5.3.1 水下机器人129

5.3.2 地面移动机器人138

5.3.3 空中机器人（无人机）147

5.3.4 空间机器人153

第6章 生物生产机器人159

6.1 生物生产机器人概述159

6.1.1 生物生产机器人的独特性160

6.1.2 生物生产机器人的作业对象160

6.2 生物生产机器人的基本组成163

6.3 生物生产机器人的应用实例166

6.3.1 番茄收获机器人166

6.3.2 黄瓜收获机器人173

6.3.3 草莓收获和拣选机器人180

6.3.4 多功能机器人186

6.3.5 植物保护机器人190

6.3.6 肉品加工机器人194

第7章 仿生机械学196

7.1 仿生机械学定义196

7.2 仿生机械简史196

7.3 仿生机械学的研究领域197

7.4 仿生设计198

7.4.1 生物形态与工程结构198

7.4.2 生物形态与运动199

7.5 仿生机械与机器人技术、康复工程200

7.5.1 仿生机械与机器人技术200

7.5.2 仿生机器人的研究201

7.5.3 康复工程与假肢技术204

7.6 仿生机械实例210

7.6.1 仿生机器蟹210

7.6.2 水母机器人212

7.6.3 仿生机器鱼212

7.6.4 机器龙虾214

7.6.5 仿生企鹅215

7.6.6 机器苍蝇215

7.6.7 机器雨燕216

7.6.8 仿生蚱蜢跳跃机器人216

7.6.9 仿生机器人壁虎217

7.6.10 仿生快速穿越沙地机器人217

7.6.11 仿生机器蛇218

7.6.12 水面行走机器人219

7.6.13 大狗机器人220

7.6.14 猎豹机器人220

7.6.15 袋鼠机器人221

第8章 机器人大赛222

8.1 梦想从机器人开始222

8.2 智能足球机器人系统概述223

8.2.1 智能足球机器人系统223

8.2.2 智能足球机器人系统的产生224

8.2.3 智能足球机器人在中国的发展225

8.3 智能足球机器人系统的组成及其应用227

8.3.1 智能足球机器人系统的组成227

8.3.2 智能足球机器人系统的应用228

8.4 智能小型足球机器人的本体结构229

8.4.1 机械子系统229

8.4.2 控制子系统233

8.4.3 板载软件234

8.5 智能小型足球机器人系统的通信系统与电源子系统235

8.5.1 无线通信系统的组成235

8.5.2 电源子系统237

8.6 智能中型足球机器人的硬件结构240

8.6.1 硬件结构组成240

8.6.2 机械结构241

8.6.3 微处理单元247

8.7 智能中型足球机器人系统的软件结构249

8.7.1 视觉子系统249

8.7.2 通信子系统253

8.7.3 决策子系统254

8.7.4 控制子系统256

第9章 前沿机器人257

9.1 仿人机器人257

9.1.1 仿人机器人的发展历史和研究现状257

9.1.2 立体视觉系统261

9.1.3 五指灵巧手267

9.1.4 二足步行机构270

9.1.5 人机交互技术273

9.1.6 仿人机器人的触觉系统276

9.1.7 仿人机器人的发展方向278

9.2 微型机器人与微操作280

9.2.1 微型机器人的概念及其发展现状280

9.2.2 微型机器人282

9.2.3 微操作机器人289

参考文献291