本書從工業(yè)機器人產(chǎn)品開發(fā)的角度出發(fā),對工業(yè)機器人理論、設(shè)計與控制等進(jìn)行系統(tǒng)闡述與實例分析,主要對工業(yè)機器人結(jié)構(gòu)優(yōu)化與控制的理論、實現(xiàn)方法及存在的問題進(jìn)行剖析。主要內(nèi)容包括:機器人設(shè)計要求與基本參數(shù),工業(yè)機器人系統(tǒng)與配置,工業(yè)機器人結(jié)構(gòu)及特性分析,工業(yè)機器人優(yōu)化設(shè)計,工業(yè)機器人控制等。全書理論與應(yīng)用相結(jié)合,通過典型實例具體剖析,并采用工程圖與文字融合的方法簡明扼要地表達(dá)與闡述機器人及其結(jié)構(gòu),突出全書的理論性、實用性與綜合性的特點。
本書可作為機械類高年級本科生、工科研究生、科研工作者和工程技術(shù)人員的參考書。
第1 章概述/ 1
1.1工業(yè)機器人簡介/ 1
1.1.1制造類機器人/ 1
1.1.2行走機器人/ 2
1.1.3移動型機器人/ 2
1.1.4自制機器人/ 4
1.1.5人工智能機器人/ 4
1.1.6其他/ 5
1.2工業(yè)機器人與機械智能/ 8
1.2.1機器人中的機械智能/ 8
1.2.2機械智能中的關(guān)鍵問題/ 11
1.3本書的主要內(nèi)容與特點/ 15
1.3.1主要內(nèi)容/ 15
1.3.2主要特點/ 17
參考文獻(xiàn)/ 18
第2 章機器人設(shè)計要求與基本參數(shù)/ 22
2.1機器人設(shè)計要求/ 22
2.1.1機器人運動規(guī)劃/ 22
2.1.2機器人定位/ 44
2.1.3機器人導(dǎo)航/ 48
2.1.4機器人受力與驅(qū)動/ 51
2.2工業(yè)機器人基本參數(shù)/ 57
2.2.1機器人負(fù)載/ 57
2.2.2最大運動范圍/ 58
2.2.3自由度/ 59
2.2.4精度/ 59
2.2.5速度/ 61
2.2.6機器人重量/ 61
2.2.7制動和慣性力矩/ 61
2.2.8防護(hù)等級/ 62
2.2.9機器人材料/ 62
參考文獻(xiàn)/ 62
第3 章工業(yè)機器人系統(tǒng)與配置/ 66
3.1機器人系統(tǒng)組成/ 66
3.1.1被控部件/ 66
3.1.2驅(qū)動及檢測/ 69
3.1.3控制平臺/ 70
3.1.4主要模塊/ 72
3.2機器人配置方案及成套裝置/ 78
3.2.1機器人配置方案/ 78
3.2.2機器人操作機驅(qū)動及配置/ 86
3.2.3機器人操作機成套裝置/ 95
3.3機器人系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與配置實例/ 100
3.3.1機器人系統(tǒng)方案設(shè)計/ 101
3.3.2關(guān)節(jié)驅(qū)動方式/ 101
3.3.3機械臂功能置換措施/ 102
3.3.4機器人關(guān)節(jié)與配置/ 102
參考文獻(xiàn)/ 109
第4 章工業(yè)機器人結(jié)構(gòu)及特性分析/ 112
4.1機器人結(jié)構(gòu)類型/ 112
4.1.1直角坐標(biāo)機器人結(jié)構(gòu)/ 112
4.1.2圓柱坐標(biāo)機器人結(jié)構(gòu)/ 113
4.1.3球坐標(biāo)機器人結(jié)構(gòu)/ 113
4.1.4關(guān)節(jié)型機器人結(jié)構(gòu)/ 114
4.1.5其他結(jié)構(gòu)/ 115
4.2機器人模型影響因素/ 116
4.2.1機器人形態(tài)與模塊結(jié)構(gòu)/ 116
4.2.2機器人全局與局部關(guān)系/ 117
4.2.3機器人建模工具/ 118
4.3機器人特性分析/ 118
4.3.1機器人運動學(xué)/ 118
4.3.2機器人動力學(xué)/ 151
4.4實例/ 165
4.4.1拉格朗日-歐拉法在兩自由度機械臂的應(yīng)用/ 165
4.4.2拉格朗日法在搬運機器人的應(yīng)用/ 168
4.4.3拉格朗日-歐拉法在雙臂機器人的應(yīng)用/ 172
4.4.4拉格朗日法在柔性機械臂的應(yīng)用/ 175
4.4.5牛頓-歐拉法在兩自由度機械臂的應(yīng)用/ 177
參考文獻(xiàn)/ 182
第5 章工業(yè)機器人優(yōu)化設(shè)計/ 185
5.1機構(gòu)與架構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計/ 185
5.1.1機構(gòu)優(yōu)化/ 185
5.1.2架構(gòu)優(yōu)化/ 203
5.2機器人桿件的優(yōu)化設(shè)計/ 203
5.2.1桿件靜態(tài)性能/ 204
5.2.2機械臂運動性能/ 213
5.2.3桿件力學(xué)性能/ 227
5.2.4機械臂性能測試/ 233
5.3機器人本體的優(yōu)化設(shè)計/ 235
5.3.1機器人本體方案/ 235
5.3.2機器人關(guān)節(jié)對性能的影響/ 244
5.3.3本體結(jié)構(gòu)及優(yōu)化/ 251
參考文獻(xiàn)/ 254
第6 章工業(yè)機器人控制/ 257
6.1機器人關(guān)節(jié)空間控制/ 257
6.1.1關(guān)節(jié)控制原理/ 257
6.1.2關(guān)節(jié)控制傳遞函數(shù)/ 260
6.1.3關(guān)節(jié)控制方法/ 263
6.1.4關(guān)節(jié)控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)/ 269
6.2機器人位置控制/ 270
6.2.1笛卡兒位置控制/ 271
6.2.2控制程序框圖/ 272
6.3機器人力控制/ 274
6.3.1機器人力控制方法/ 274
6.3.2力控制關(guān)鍵問題/ 275
6.3.3主要部件控制/ 279
6.3.4關(guān)節(jié)控制軟件系統(tǒng)/ 291
6.4實例/ 293
6.4.1雙臂機器人控制/ 293
6.4.2多關(guān)節(jié)機器人模糊控制/ 296
6.4.3多關(guān)節(jié)機器人滑�？刂�/ 299
參考文獻(xiàn)/ 301
結(jié)束語/ 304
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