機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)（第2版）

前言
第1章 機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)概論1
1.1 機(jī)器人的基本概念1
1.1.1 機(jī)器人的定義1
1.1.2 機(jī)器人的特性3
1.1.3 機(jī)器人的歷史4
1.1.4 機(jī)器人的發(fā)展趨勢6
1.1.5 機(jī)器人的應(yīng)用10
1.2 機(jī)器人的結(jié)構(gòu)原理12
1.2.1 機(jī)器人的主要結(jié)構(gòu)12
1.2.2 工業(yè)機(jī)器人的組成14
1.2.3 機(jī)器人的工作原理14
1.2.4 機(jī)器人技術(shù)涉及的領(lǐng)域15
1.3 機(jī)器人的基本分類16
1.3.1 按應(yīng)用領(lǐng)域分類16
1.3.2 按驅(qū)動(dòng)方式分類17
1.3.3 按智能方式分類18
1.3.4 按控制方式分類19
1.3.5 按結(jié)構(gòu)形式分類20
1.4 機(jī)器人的基本術(shù)語25
1.4.1 機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軸25
1.4.2 機(jī)器人的坐標(biāo)系26
1.4.3 機(jī)器人的結(jié)構(gòu)名稱29
1.4.4 機(jī)器人的圖形符號(hào)體系31
1.4.5 典型機(jī)器人的圖形符號(hào)表示32
1.4.6 機(jī)器人的主要參數(shù)35
1.4.7 典型機(jī)器人的舉例分析39
練習(xí)與思考48
第2章 機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)50
2.1 機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)50
2.1.1 機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)問題50
2.1.2 機(jī)器人的位置與變量之間的關(guān)系54
2.1.3 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)的一般表示54
2.2 機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)55
2.2.1 機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)問題55
2.2.2 機(jī)器人動(dòng)力學(xué)的一般表示56
練習(xí)與思考57
第3章 機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)59
3.1 機(jī)器人的機(jī)身機(jī)構(gòu)59
3.1.1 升降回轉(zhuǎn)型機(jī)身結(jié)構(gòu)59
3.1.2 俯仰型機(jī)身結(jié)構(gòu)60
3.1.3 直移型機(jī)身結(jié)構(gòu)61
3.1.4 類人機(jī)器人型機(jī)身結(jié)構(gòu)61
3.2 機(jī)器人的臂部機(jī)構(gòu)61
3.2.1 機(jī)器人臂部的組成61
3.2.2 機(jī)器人臂部的配置62
3.2.3 機(jī)器人的臂部機(jī)構(gòu)63
3.3 機(jī)器人的腕部機(jī)構(gòu)65
3.3.1 機(jī)器人腕部的運(yùn)動(dòng)65
3.3.2 機(jī)器人的柔順腕部66
3.4 機(jī)器人的手部機(jī)構(gòu)67
3.4.1 機(jī)器人手部的特點(diǎn)67
3.4.2 機(jī)器人手部的分類68
3.4.3 機(jī)器人的夾持類手部69
3.4.4 機(jī)器人的吸附式手部72
3.4.5 仿人手機(jī)器人手部75
3.5 機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)76
3.5.1 機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)77
3.5.2 車輪式行走機(jī)構(gòu)77
3.5.3 履帶式行走機(jī)構(gòu)81
3.5.4 足式行走機(jī)構(gòu)84
練習(xí)與思考87
第4章 機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)89
4.1 機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)概述89
4.1.1 轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)與移動(dòng)關(guān)節(jié)89
4.1.2 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)與直線驅(qū)動(dòng)90
4.1.3 直接驅(qū)動(dòng)與間接驅(qū)動(dòng)91
4.1.4 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)與氣/液壓驅(qū)動(dòng)92
4.1.5 機(jī)器人的制動(dòng)機(jī)構(gòu)94
4.2 機(jī)器人的傳動(dòng)系統(tǒng)94
4.2.1 回轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)96
4.2.2 直線傳動(dòng)機(jī)構(gòu)97
4.2.3 帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)98
4.3 機(jī)器人的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)99
4.3.1 伺服電動(dòng)機(jī)99
4.3.2 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)101
4.4 機(jī)器人的氣/液驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)103
4.4.1 機(jī)器人的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)103
4.4.2 機(jī)器人的氣壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)105
練習(xí)與思考107
第5章 機(jī)器人的控制系統(tǒng)108
5.1 機(jī)器人的控制系統(tǒng)概述108
5.1.1 機(jī)器人控制器109
5.1.2 機(jī)器人的控制方式110
5.2 伺服控制系統(tǒng)111
5.2.1 伺服控制系統(tǒng)的概念與原理111
5.2.2 電動(dòng)伺服控制系統(tǒng)112
5.2.3 液壓伺服控制系統(tǒng)114
5.3 機(jī)器人控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)115
5.3.1 機(jī)器人控制系統(tǒng)的功能與組成116
5.3.2 機(jī)器人控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)117
5.3.3 機(jī)器人控制系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)119
5.4 機(jī)器人控制的示教再現(xiàn)121
5.4.1 機(jī)器人的示教方式121
5.4.2 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的伺服指令生成123
5.4.3 控制軟件與機(jī)器人示教實(shí)例123
5.5 機(jī)器人控制系統(tǒng)舉例126
5.5.1 MOTOMAN UP6簡介126
5.5.2 MOTOMAN UP6 的XRC功能128
練習(xí)與思考129
第6章 機(jī)器人的傳感系統(tǒng)131
6.1 機(jī)器人的傳感系統(tǒng)概述131
6.1.1 機(jī)器人的傳感器技術(shù)131
6.1.2 機(jī)器人傳感器的分類132
6.2 機(jī)器人的內(nèi)部傳感器133
6.2.1 機(jī)器人的位置傳感器134
6.2.2 機(jī)器人的角度傳感器135
6.2.3 機(jī)器人的速度傳感器140
6.2.4 機(jī)器人的姿態(tài)傳感器142
6.3 機(jī)器人的外部傳感器142
6.3.1 機(jī)器人的觸覺傳感器143
6.3.2 機(jī)器人的力覺傳感器153
6.3.3 機(jī)器人的距離傳感器155
6.3.4 機(jī)器人的聽覺傳感器157
6.4 機(jī)器人的視覺系統(tǒng)159
6.4.1 機(jī)器人視覺系統(tǒng)的組成160
6.4.2 機(jī)器人視覺系統(tǒng)的原理161
6.4.3 視覺信息的處理162
6.4.4 機(jī)器人視覺系統(tǒng)的應(yīng)用165
練習(xí)與思考167
第7章 機(jī)器人的語言系統(tǒng)169
7.1 機(jī)器人的語言系統(tǒng)概述169
7.1.1 機(jī)器人的控制方式170
7.1.2 機(jī)器人語言的編程171
7.1.3 機(jī)器人編程語言的分類173
7.1.4 機(jī)器人編程語言的功能176
7.1.5 機(jī)器人編程語言的種類178
7.2 典型的機(jī)器人語言179
7.2.1 VAL語言179
7.2.2 RAPT語言183
7.3 工業(yè)機(jī)器人國標(biāo)編程指令186
7.3.1 工業(yè)機(jī)器人編程指令186
7.3.2 文件結(jié)構(gòu)191
7.3.3 操作符192
7.4 機(jī)器人的離線編程193
7.4.1 機(jī)器人離線編程的特點(diǎn)193
7.4.2 機(jī)器人離線編程系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)194
7.5 機(jī)器人的編程示例197
7.5.1 MOTOMAN機(jī)器人的示教再現(xiàn)197
7.5.2 MOTOMAN 機(jī)器人的離線編程和
仿真200
練習(xí)與思考202
第8章 工業(yè)機(jī)器人及其應(yīng)用203
8.1 工業(yè)機(jī)器人概述203
8.1.1 機(jī)器人的應(yīng)用203
8.1.2 工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用步驟204
8.2 焊接機(jī)器人207
8.2.1 焊接機(jī)器人的組成207
8.2.2 點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)208
8.2.3 弧焊機(jī)器人系統(tǒng)214
8.2.4 焊接機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例220
8.3 搬運(yùn)機(jī)器人222
8.3.1 搬運(yùn)機(jī)器人概述222
8.3.2 成品搬運(yùn)機(jī)器人工作站223
8.3.3 碼垛機(jī)器人工作站224
8.3.4 碼垛機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例226
8.4 噴涂機(jī)器人227
8.4.1 噴涂機(jī)器人概述228
8.4.2 噴涂機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例229
8.5 裝配機(jī)器人230
8.5.1 裝配機(jī)器人概述230
8.5.2 裝配作業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)231
8.5.3 裝配機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例237
練習(xí)與思考239
第9章 其他機(jī)器人及其應(yīng)用240
9.1 操縱型機(jī)器人240
9.1.1 操縱型機(jī)器人的分類240
9.1.2 操縱型機(jī)器人的特點(diǎn)243
9.1.3 操縱型機(jī)器人的控制243
9.2 操縱型機(jī)器人應(yīng)用247
9.2.1 水下機(jī)器人247
9.2.2 空間機(jī)器人253
9.2.3 飛行機(jī)器人256
9.2.4 服務(wù)機(jī)器人259
9.3 其他機(jī)器人的應(yīng)用263
9.3.1 軍用機(jī)器人263
9.3.2 農(nóng)業(yè)機(jī)器人267
9.3.3 仿人機(jī)器人269
練習(xí)與思考274
第10章 新興機(jī)器人及其應(yīng)用276
10.1 協(xié)作機(jī)器人276
10.1.1 協(xié)作機(jī)器人的定義276
10.1.2 對協(xié)作機(jī)器人的需求278
10.1.3 協(xié)作機(jī)器人的特點(diǎn)279
10.1.4 協(xié)作機(jī)器人的應(yīng)用281
10.1.5 協(xié)作機(jī)器人的核心技術(shù)284
10.1.6 協(xié)作機(jī)器人的典型產(chǎn)品288
10.2 自動(dòng)導(dǎo)引車（AGV）292
10.2.1 AGV概述293
10.2.2 AGV分類297
10.2.3 AGV自動(dòng)導(dǎo)引系統(tǒng)組成301
10.2.4 AGV自動(dòng)導(dǎo)引系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)304
10.2.5 AGV實(shí)例308
10.2.6 AGV的應(yīng)用312
10.3 復(fù)合型機(jī)器人316
10.3.1 復(fù)合型機(jī)器人定義及組成317
10.3.2 復(fù)合型機(jī)器人的核心技術(shù)318
10.3.3 復(fù)合型機(jī)器人的實(shí)際產(chǎn)品318
10.3.4 復(fù)合型機(jī)器人的解決方案320
10.4 智能機(jī)器人322
10.4.1 智能機(jī)器人的概念322
10.4.2 智能機(jī)器人的控制323
10.4.3 智能機(jī)器人的人工智能324
10.4.4 新型驅(qū)動(dòng)器325
練習(xí)與思考326
參考文獻(xiàn) 328