介紹機器人的機械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動方法、運動學(xué)分析、控制及感覺系統(tǒng)、機器人語言等多方面的原理及研究成果。充分考慮初學(xué)者的困難，努力做到理論和實際有機結(jié)合，同時充分考慮當(dāng)今機器人的發(fā)展，力求反映國內(nèi)外機器人開發(fā)研究領(lǐng)域的新進展。本書內(nèi)容包括概論、機器人的機械結(jié)構(gòu)、機器人運動學(xué)、機器人的動力學(xué)初步、機器人的控制基礎(chǔ)、機器人的感覺、機器人的視覺及其應(yīng)用、智能機器人與智能控制、機器人語言、機器人在不同應(yīng)用領(lǐng)域的舉例。
第2版前言
機器人是“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，其研發(fā)、制造和應(yīng)用是衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志�！皺C器人革命”有望成為“第三次工業(yè)革命”的一個切入點和重要增長點，將影響全球制造業(yè)的格局。因此，機器人技術(shù)和機器人學(xué)得到了各國政府和學(xué)者的廣泛關(guān)注。
機器人是多學(xué)科交叉和集成的光機電一體化產(chǎn)品，它涉及機械學(xué)、電子學(xué)、計算機科學(xué)、傳感技術(shù)、人工智能等多個學(xué)科。自從第一臺機器人問世以來的50多年間，機器人技術(shù)已經(jīng)取得了飛速的發(fā)展。各類機器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，機器人已經(jīng)成為人類不可或缺的好幫手；在航空航天、深海探測、核電站救災(zāi)等危險環(huán)境中，機器人更是能勝任人類難以完成的工作。
隨著機器人在生產(chǎn)和生活中的不斷普及，作為機械工程專業(yè)和自動化專業(yè)的學(xué)生，很有必要學(xué)習(xí)機器人學(xué)方面的知識。在我們從事機器人教學(xué)的過程中，深深感到需要有一本適合當(dāng)前使用的教材。鑒于此，我們修訂了這本《機器人技術(shù)及其應(yīng)用》教材。在內(nèi)容的編排方面，我們充分考慮到初學(xué)者的困難，努力做到理論與實際有機結(jié)合，同時也充分考慮當(dāng)今機器人領(lǐng)域的研究和發(fā)展情況，力求反映國內(nèi)外機器人開發(fā)研究領(lǐng)域的最新進展。
全書共分10章，涉及機器人的發(fā)展概況、機械結(jié)構(gòu)、運動學(xué)、動力學(xué)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)、視覺技術(shù)、智能化和機器人示教等多方面的原理及研究成果。第1章概要介紹了機器人的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀；第2章主要講述了機器人的機械結(jié)構(gòu)原理和設(shè)計；第3章至第9章分別講述了機器人運動學(xué)的初步知識、機器人動力學(xué)的初步知識、機器人控制的基礎(chǔ)知識、機器人傳感技術(shù)的原理和應(yīng)用、機器人視覺技術(shù)的原理和應(yīng)用、機器人的智能化與智能控制、機器人的示教方法及機器人語言的分類；第10章介紹了機器人在不同領(lǐng)域的應(yīng)用實例。
本書是在《機器人技術(shù)及其應(yīng)用》第1版的基礎(chǔ)上經(jīng)過全面改編和補充而成的，特別適合機械工程、自動化專業(yè)本科生、大專生的教學(xué)之用。作為研究生的教材時，教師可補充一些反映最新研究進展的學(xué)術(shù)論文和專題研究資料。本書也適合作為從事機器人研發(fā)和應(yīng)用的科技人員的參考書。
全書由張憲民教授任主編并統(tǒng)稿，由謝存禧、黃沿江任副主編。王國利教授任主審。張鐵、李琳、翟敬梅、楊麗新參與各章的編寫。同時，本書第1版的主編謝存禧老師對本書的編寫提出了寶貴的意見。鄭養(yǎng)龍、崔超宇等對本書的排版和圖片編輯付出了辛勤的勞動。
在編寫過程中，我們參考了大量有關(guān)機器人方面的論著和資料，限于篇幅，不能在文中一一列舉，在此一并對其作者致以衷心的感謝。
本書雖然已對第1版做了較大修改，但由于作者水平有限和編寫時間倉促，書中內(nèi)容難免存在不足，懇請廣大讀者給予批評指正。最后我們對支持本書編寫和出版的所有人員表示衷心的感謝。
編者第1版前言本教材是高等學(xué)校機械電子工程規(guī)劃教材之一。
機器人是現(xiàn)代一種典型的光機電一體化產(chǎn)品，機器人學(xué)也是當(dāng)今世界極為活躍的研究領(lǐng)域之一，它涉及計算機科學(xué)、機械學(xué)、電子學(xué)、自動控制、人工智能等多個學(xué)科。
機器人從出現(xiàn)到現(xiàn)在的短短幾十年中，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，機器人已成為人類不可或缺的好幫手；在航空航天、海底探險中，機器人更是能完成人類難以完成的工作。隨著計算機、人工智能和光機電一體化技術(shù)的迅速發(fā)展，機器人已經(jīng)不僅僅局限于在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，它還將發(fā)展成具有人類智能的智能型機器人，具有一定的感覺思維能力和自主決策能力。
作為機械工程專業(yè)和自動化專業(yè)的學(xué)生，有必要學(xué)習(xí)一點機器人學(xué)方面的知識。在我們從事機器人教學(xué)的過程中，深深感到需要有一本適合使用的教材。 鑒于此，我們編寫了這本《機器人技術(shù)及其應(yīng)用》教材。在內(nèi)容的編排方面，我們充分考慮到初學(xué)者的困難，努力做到理論和實際有機結(jié)合，同時也充分考慮到當(dāng)今機器人領(lǐng)域的研究和發(fā)展情況，力求反映當(dāng)今國內(nèi)外機器人開發(fā)研究領(lǐng)域的新進展。
本書介紹機器人的機械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動方法、運動學(xué)分析、控制及感覺系統(tǒng)、機器人語言等多個方面的原理及研究成果。全書共分10章，第一章概要介紹了機器人的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀、第二章主要講述機器人的機械結(jié)構(gòu)原理和特點，第三章講述機器人運動學(xué)的初步知識，第四章講述機器人動力學(xué)的初步知識，第五章講述機器人控制基礎(chǔ)，第六章講述機器人的感覺，第七章講述機器人的視覺技術(shù)，第八章講述智能機器人與智能控制，第九章講述機器人語言的一些基本特點，第十章講述機器人在不同領(lǐng)域的應(yīng)用實例。
本書適合機械工程、自動化專業(yè)本科生、大專生的教學(xué)之用。作為研究生用書時，部分章節(jié)內(nèi)容應(yīng)適當(dāng)加深。
全書由謝存禧、張鐵主編，邵明主審。第一章、第二章、第十章由翟敬梅編寫，第三章、第四章和第七章由李琳編寫，第五章、第六章、第八章和第九章由張鐵編寫。
在編寫過程中，我們參考了大量有關(guān)機器人方面的論著、資料，限于篇幅，不能在文中一一列舉，在此一并對其作者致以衷心的謝意。
由于作者水平有限，書中內(nèi)容難免存在不足和錯誤之處，懇請讀者給予批評指正。最后我們對支持本書編寫和出版的所有人員表示衷心的感謝。
編者
目錄
第2版前言
第1版前言
第1章概論1
11概述1
12機器人的發(fā)展史1
13機器人研究內(nèi)容與發(fā)展趨勢4
14小結(jié)6
習(xí)題6
第2章機器人的機構(gòu)分類與設(shè)計7
21機器人的組成和分類7
22機器人的主要技術(shù)參數(shù)14
23機器人設(shè)計和選用準(zhǔn)則17
24機器人的機械結(jié)構(gòu)20
25機器人的驅(qū)動機構(gòu)42
26小結(jié)47
習(xí)題48
第3章機器人運動學(xué)49
31概述49
32機器人運動學(xué)的基本問題50
33機器人的雅可比矩陣64
34小結(jié)68
習(xí)題69
第4章機器人的動力學(xué)初步70
41概述70
42機器人的靜力學(xué)71
43機器人動力學(xué)方程式74
44小結(jié)78
習(xí)題78
第5章機器人的控制基礎(chǔ)79
51概述79
52伺服電動機的原理與特性83
53伺服電動機調(diào)速的基本原理88
54電動機驅(qū)動及其傳遞函數(shù)90
55單關(guān)節(jié)機器人的伺服系統(tǒng)建模與
控制94
56交流伺服電動機的調(diào)速103
57機器人控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)及
接口107
58機器人控制系統(tǒng)舉例121
59小結(jié)123
習(xí)題123
第6章機器人的感覺124
61機器人傳感技術(shù)124
62機器人內(nèi)部傳感器127
63機器人外部傳感器132
64多傳感器的信息融合140
65機器人傳感器的選擇要求143
66小結(jié)148
習(xí)題149
第7章機器人視覺及其應(yīng)用150
71概述150
72機器人視覺系統(tǒng)的組成及其原理151
73視覺信息的處理155
74數(shù)字圖像的編碼169
75雙目視覺和多目視覺170
76手眼視覺系統(tǒng)172
77機器人視覺伺服系統(tǒng)179
78機器人視覺系統(tǒng)應(yīng)用舉例181
79小結(jié)186
習(xí)題187
第8章機器人的智能化與智能
控制188
81概述188
82機器人運動規(guī)劃190
83機器人智能控制基礎(chǔ)193
84機器人智能控制方法196
85機器人智能控制系統(tǒng)舉例211
86機器人學(xué)習(xí)216
87小結(jié)217
習(xí)題217
第9章機器人示教與操作218
91概述218
92機器人示教類別與基本特征218
93機器人編程語言的類別和基本
特性220
94動作級語言和對象級語言222
95機器人遙操作231
96典型示教與操作案例233
97小結(jié)235
習(xí)題236
第10章工業(yè)機器人系統(tǒng)集成與典型
應(yīng)用237
101工業(yè)機器人工作站的構(gòu)成及設(shè)計
原則237
102工業(yè)機器人生產(chǎn)線的構(gòu)成及設(shè)計
原則242
103工業(yè)機器人的典型應(yīng)用245
104小結(jié)251
習(xí)題252
參考文獻253
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