机器人系统设计及应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 机器人的定义与分类 1

1.1.1 机器人的定义 1

1.1.2 机器人的分类 2

1.2 机器人系统的基本组成 6

1.2.1 机构 6

1.2.2 驱动系统 6

1.2.3 感受系统 6

1.2.4 控制系统 9

1.2.5 人机交互系统 11

1.2.6 机器人-环境交互系统 11

1.3 机器人系统的设计方法 11

1.4 机器人的应用 12

第2章 机器人的技术参数和机构 22

2.1 机器人的技术参数 22

2.2 机器人的移动机构 24

2.2.1 车轮型移动机构 24

2.2.2 履带式移动机构 26

2.2.3 腿足式移动机构 28

2.2.4 其他形式的移动机构 28

2.3 机器人的传动机构 29

2.3.1 丝杠传动 29

2.3.2 带传动与链传动 30

2.3.3 齿轮传动机构 31

2.3.4 谐波传动机构 34

2.3.5 连杆与凸轮传动 35

第3章 机器人的运动学 36

3.1 位置与姿态的描述 36

3.2 坐标变换 38

3.3 齐次坐标变换 40

3.4 机器人正向运动学 44

3.4.1 正向运动方程的变换矩阵 44

3.4.2 正向运动方程的求解 47

3.5 机器人逆向运动学 51

3.5.1 逆向运动学问题的多解性与可解性 51

3.5.2 逆向运动方程的求解 52

3.6 移动机器人的运动学模型 60

第4章 机器人的动力学 63

4.1 拉格朗日法 63

4.2 机器人动力学方程 66

4.2.1 n自由度机器人操作臂动力学方程 66

4.2.2 机器人操作臂动力学方程系数的简化 69

4.2.3 考虑非刚体效应的动力学模型 70

4.3 动力学仿真 71

第5章 机器人的轨迹规划 72

5.1 关节空间描述与直角坐标空间描述 72

5.2 轨迹规划的基本原理 73

5.3 关节空间的轨迹规划 76

5.4 直角坐标空间的轨迹规划 81

第6章 工业机器人的设计与应用 84

6.1 焊接机器人 84

6.1.1 点焊机器人 84

6.1.2 弧焊机器人 87

6.2 喷漆机器人 95

6.2.1 液压喷漆机器人 96

6.2.2 电动喷漆机器人 97

6.3 装配机器人 99

6.3.1 装配机器人的系统组成 99

6.3.2 装配机器人的常用传感器 100

6.3.3 装配机器人的多传感器信息融合系统 106

6.4 洁净机器人与真空机器人 106

6.4.1 洁净环境和真空环境 107

6.4.2 洁净机器人 107

6.4.3 真空机器人 108

6.5 移动式搬运机器人 109

6.5.1 自动导引小车系统的组成 110

6.5.2 自动导引小车的导引方式 111

第7章 工业机器人工作站的设计与应用 114

7.1 机器人的应用工程 114

7.2 机器人工作站的一般设计原则 115

7.3 点焊机器人工作站 120

7.3.1 点焊机器人工作站的基本组成 120

7.3.2 简易点焊机器人的应用 121

7.4 弧焊机器人工作站 122

7.4.1 弧焊机器人工作站的基本组成 122

7.4.2 简易弧焊机器人工作站的编程与控制 122

第8章 自主移动机器人应用实例 124

8.1 单片机基础知识 124

8.2 单片机常用开发软件 126

8.3 系统硬件设计 133

8.3.1 直流调速模块 133

8.3.2 蓝牙遥控模块 135

8.3.3 红外避障模块 136

8.3.4 摄像头循迹模块 137

8.3.5 光电测速模块 138

8.3.6 速度显示模块 139

8.4 控制方法及程序设计 140

8.4.1 串口通信程序 140

8.4.2 判断命令程序 140

8.4.3 避障程序 141

8.4.4 光电测速程序设计 142

8.4.5 循迹程序设计 143

8.4.6 路径识别方法 145

8.4.7 控制方法 146

参考文献 149