機器人技術(shù)入門

第1章生活中的各種機器人1
1.1工業(yè)機器人1
1.1.1工業(yè)機器人的用處2
1.1.2工業(yè)機器人的特點4
1.1.3工業(yè)機器人的類別5
1.1.4工業(yè)機器人的發(fā)展狀況7
1.2農(nóng)業(yè)機器人7
1.2.1農(nóng)業(yè)機器人的用處7
1.2.2農(nóng)業(yè)機器人的特點7
1.2.3農(nóng)業(yè)機器人的類別8
1.2.4農(nóng)業(yè)機器人的發(fā)展狀況8
1.3軍事機器人10
1.3.1軍事機器人的用處10
1.3.2軍事機器人的特點13
1.3.3軍事機器人的類別13
1.3.4軍事機器人的發(fā)展狀況15
1.4服務(wù)機器人16
1.4.1服務(wù)機器人的用處16
1.4.2服務(wù)機器人的特點17
1.4.3服務(wù)機器人的類別18
1.4.4服務(wù)機器人的發(fā)展狀況21
1.5網(wǎng)絡(luò)機器人21
第2章機器人基礎(chǔ)知識22
2.1機器人的特點22
2.1.1機器人的共同特征22
2.1.2機器人與機器的區(qū)別23
2.2機器人的定義24
2.3機器人的發(fā)展歷史及其現(xiàn)狀26
2.3.1機器人的起源26
2.3.2國外機器人發(fā)展歷史及其現(xiàn)狀28
2.3.3我國機器人發(fā)展歷史及其現(xiàn)狀31
2.4機器人的分類34
2.4.1按機器人出現(xiàn)時間及特點分類34
2.4.2按機器人用途分類35
2.4.3按機器人控制分類35
2.5機器人技術(shù)的主要內(nèi)容35
2.5.1機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)35
2.5.2機器人傳感器技術(shù)36
2.5.3機器人運動學(xué)及動力學(xué)37
2.5.4機器人自動控制技術(shù)38
第3章機器人的物理結(jié)構(gòu)39
3.1機器人運動的機械組成部分39
3.2機器人運動的動力與驅(qū)動系統(tǒng)40
3.2.1機器人的動力來源40
3.2.2電機驅(qū)動42
3.2.3液壓驅(qū)動51
3.2.4氣動驅(qū)動54
3.3機器人的感知系統(tǒng)55
3.3.1機器人感知系統(tǒng)的作用及意義55
3.3.2機器人傳感器性能指標55
3.3.3機器人傳感器種類57
3.3.4機器人常用傳感器介紹57
3.4機器人的執(zhí)行系統(tǒng)62
3.4.1機器人的移動方式63
3.4.2抓取機構(gòu)66
3.5機器人的決策控制系統(tǒng)67
3.5.1機器人決策控制系統(tǒng)的作用及特點67
3.5.2機器人決策控制系統(tǒng)的組成67
3.5.3機器人決策控制系統(tǒng)常用控制器68
3.6智能避障滅火小車機器人實例69
3.6.1智能避障滅火小車機器人工作原理69
3.6.2各部分結(jié)構(gòu)說明70
第4章機器人的運動基礎(chǔ)74
4.1運動的表達75
4.1.1運動的物理表達方式75
4.1.2笛卡兒直角坐標系77
4.1.3運動的坐標系表達77
4.2機器人坐標系建立81
4.2.1機器人三種常用坐標系81
4.2.2D?H坐標系建立法82
4.3機器人運動的坐標系表達84
4.3.1空間位置的坐標系表達84
4.3.2平動、 轉(zhuǎn)動和復(fù)合運動的坐標系表達85
4.4機器人的運動學(xué)基礎(chǔ)知識88
4.4.1機器人的正運動學(xué)88
4.4.2機器人的逆運動學(xué)89
4.5機器人動力學(xué)基礎(chǔ)知識91
4.5.1幾個常用物理量91
4.5.2機器人動力分析基本方法93
4.6機器人動力分析實例94
4.6.1小車——直線順擺系統(tǒng)94
4.6.2牛頓?歐拉法分析小車——直線順擺系統(tǒng)94
4.6.3拉格朗日法分析小車——直線順擺系統(tǒng)96
第5章機器人的自動控制基礎(chǔ)99
5.1機器人自動控制的作用及意義99
5.2自動控制基礎(chǔ)知識簡介101
5.2.1自動控制定義和發(fā)展歷史101
5.2.2自動控制技術(shù)常用術(shù)語104
5.2.3自動控制的圖形表達106
5.2.4自動控制分類107
5.2.5自動控制系統(tǒng)基本要求109
5.2.6自動控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成及數(shù)學(xué)表達109
5.2.7自動控制系統(tǒng)典型外作用110
5.3機器人自動控制內(nèi)容112
5.3.1機器人的運動控制112
5.3.2機器人的力/力矩控制116
5.4機器人自動控制的方法117
5.4.1線性控制法117
5.4.2非線性控制法120
5.4.3智能控制法121
5.5機器人自動控制實例123
5.5.1倒立擺系統(tǒng)簡介124
5.5.2倒立擺系統(tǒng)與機器人的聯(lián)系125
5.5.3倒立擺系統(tǒng)的自動控制126
5.6仿人機器人穩(wěn)定控制132
5.6.1仿人機器人的特殊性132
5.6.2仿人機器人行走穩(wěn)定控制常用方法133
第6章機器人常用設(shè)計軟件137
6.1建模設(shè)計常用軟件137
6.1.1AutoCAD軟件138
6.1.2Pro/E軟件138
6.1.3CATIA軟件139
6.1.4SolidWorks軟件140
6.2動力分析常用軟件1416.2.1ADAMS軟件141
6.2.2ANSYS軟件142
6.2.3WorkBench軟件143
6.3控制系統(tǒng)設(shè)計常用軟件144
6.4上位機編程常用軟件144
6.4.1LabView軟件144
6.4.2VB軟件145
6.4.3VC軟件147
6.5電路仿真和底層編程常用軟件148
6.5.1Proteus軟件148
6.5.2KeilC51軟件149
6.5.3ADS軟件150
6.6軟件設(shè)計機器人實例151
6.6.1Pro/E設(shè)計智能避障滅火小車機器人物理結(jié)構(gòu)實例152
6.6.2MATLAB/Simulink設(shè)計直線一級倒立擺自動控制系統(tǒng)實例154
第7章機器人發(fā)展展望157
7.1機器人硬件發(fā)展展望157
7.1.1機器人材料技術(shù)發(fā)展157
7.1.2機器人傳感器技術(shù)發(fā)展160
7.1.3機器人結(jié)構(gòu)形態(tài)發(fā)展162
7.1.4機器人控制器發(fā)展165
7.2機器人智能發(fā)展展望167
7.3機器人與生物結(jié)合169
7.3.1生物機器人169
7.3.2機器“人”172
附錄177
附錄1智能避障滅火小車機器人總體電路圖177
附錄2智能避障滅火小車機器人避障運動程序178
附錄3倒立擺物理模型參數(shù)184
附錄4Q矩陣和R矩陣取值及Embedded MATLAB Function模塊內(nèi)部
程序186
附錄5相關(guān)網(wǎng)址187
參考文獻190