第一章 机器人的发展史 1
1.1 机器人名称的由来 1
1.2 机器人的发展历史 2
1.2.1 古代“机器人” 2
1.2.2 现代机器人的发展历史 3
1.3 机器人的定义和分类 4
1.3.1 机器人的定义 4
1.3.2 机器人的分类 5
1.4 机器人的结构 10
1.4.1 机器人的基本组成 10
1.4.2 机器人的主要技术参数 10
1.4.3 机器人的工作原理 13
1.5 机器人的应用 13
1.5.1 民用机器人 13
1.5.2 军用机器人 14
1.6 机器人发展现状 15
1.6.1 美国机器人发展现状 15
1.6.2 日本机器人发展现状 15
1.6.3 中国机器人发展现状 16
1.7 未来机器人的发展方向 17
第二章 机器人执行机构 18
2.1 机器人工作原理 18
2.2 机器人执行机构概况 18
2.3 两种常见移动机构 19
2.3.1 轮式移动机构 19
2.3.2 足式移动机构 21
2.4 操作装置结构组成 23
2.4.1 手部机构 24
2.4.2 手腕结构 34
2.4.3 臂部结构 35
2.4.4 机身结构 38
2.4.5 机身和臂部的配置形式 38
第三章 机器人驱动系统 41
3.1 机器人关节驱动方式 41
3.1.1 关节间接驱动方式 42
3.1.2 关节直接驱动方式 42
3.2 机器人驱动系统 43
3.2.1 液压驱动 43
3.2.2 气压驱动 44
3.2.3 电机驱动 45
3.3 驱动系统的运动方式 45
3.3.1 旋转驱动机构 46
3.3.2 直线驱动机构 46
3.3.3 制动器 46
3.4 电机 47
3.4.1 步进电机 47
3.4.2 直流电机 50
3.4.3 无刷直（交）流伺服电机 56
3.5 驱动系统的选择 60
3.5.1 驱动系统 60
3.5.2 驱动器的选择 62
3.5.3 伺服电机的选择和传动比的确定 62
3.5.4 驱动器的安装 64
3.6 其他驱动系统 65
3.6.1 超声波电机 65
3.6.2 磁致伸缩驱动系统 66
3.6.3 形状记忆合金驱动系统 66
第四章 机器人控制技术 67
4.1 机器人控制基础 67
4.1.1 机器人控制系统的特点 67
4.1.2 机器人的控制方式 68
4.1.3 机器人的主要控制变量 69
4.2 机器人控制形式 70
4.2.1 位置控制 70
4.2.2 顺应控制 71
4.3 位置和力的混合控制 72
4.3.1 环境约束定义 72
4.3.2 C曲面 73
4.3.3 R-C控制器 74
第五章 机器人视觉技术 75
5.1 图像处理问题 75
5.1.1 图像处理简介 75
5.1.2 图像处理主要内容 76
5.1.3 图像滤波 77
5.1.4 视觉图像修正 79
5.1.5 视觉图像分割 81
5.2 机器视觉理论基础 83
5.2.1 图像理解与机器视觉 83
5.2.2 摄像机模型 84
5.3 机器视觉与视觉跟踪 85
5.3.1 机器视觉简介 85
5.3.2 视觉跟踪与主动视觉 86
5.4 图像形态学处理 87
5.4.1 图像直方图规范化预处理 87
5.4.2 图像的多分辨率表示 88
第六章 专家系统的应用及机器人安全性 89
6.1 专家系统 89
6.1.1 专家系统的一般结构 89
6.1.2 专家系统的实现 90
6.2 机器人与专家系统在机器人领域的应用 90
6.2.1 机器人感知 90
6.2.2 机器人规划 91
6.2.3 机器人控制 92
6.2.4 机器人与专家系统的结合 94
6.3 机器人中的安全问题 94
6.3.1 通信安全 94
6.3.2 机器人系统安全 96
6.4 机器人应用及设计中的安全问题 100
6.4.1 机器人失控的安全防范 100
6.4.2 机器人安全I/O接口设计 102
6.4.3 士兵-机器人网络系统的安全 103
6.5 结束语 107
参考文献 108