第1章 绪论 1
1.1 机器人的基本概念与分类 1
1.1.1 机器人的基本概念 1
1.1.2 机器人的分类 2
1.2 机器人系统的基本组成 6
1.3 机器人的技术参数 8
1.4 机器人的应用 10
1.5 机器人竞赛 19
习题 23
第2章 机器人的运动学 24
2.1 位置与姿态的描述 24
2.2 坐标变换 26
2.3 齐次坐标变换 28
2.4 机器人正向运动学 32
2.4.1 正向运动方程的变换矩阵 32
2.4.2 正向运动方程的求解 35
2.5 机器人逆向运动学 40
2.5.1 逆向运动学问题的多解性与可解性 40
2.5.2 逆向运动方程的求解 41
2.6 移动机器人的运动学模型 50
习题 52
第3章 机器人的动力学 53
3.1 拉格朗日法 53
3.2 机器人动力学方程 57
3.2.1 n自由度机器人操作臂动力学方程 57
3.2.2 机器人操作臂动力学方程系数的简化 59
3.2.3 考虑非刚体效应的动力学模型 60
3.3 动力学仿真 61
习题 62
第4章 机器人的运动规划 63
4.1 机器人轨迹规划 63
4.1.1 关节空间描述与直角坐标空间描述 64
4.1.2 轨迹规划的基本原理 65
4.2 关节空间的轨迹规划 68
4.3 直角坐标空间的轨迹规划 74
习题 77
第5章 机器人控制 78
5.1 机器人控制概述 78
5.1.1 机器人控制系统及其功能 78
5.1.2 机器人控制系统的特点 79
5.1.3 机器人的控制方式 80
5.2 机器人的位置控制 80
5.3 机器人的力控制 86
5.3.1 质量-弹簧系统的力控制 87
5.3.2 力/位置混合控制 88
5.4 机器人的现代控制技术 91
5.4.1 机器人的自适应控制 91
5.4.2 机器人的滑模变结构控制 96
5.4.3 机器人的学习控制 99
5.5 机器人的智能控制 102
5.5.1 机器人智能化发展趋势 102
5.5.2 机器人智能控制的特点 102
5.5.3 机器人模糊控制应用实例 103
5.6 机器人编程语言 105
5.7 几种典型的机器人控制系统举例 109
5.7.1 PUMA562机器人控制系统 109
5.7.2 FANAC机器人控制系统 117
习题 118
第6章 机器人传感器 119
6.1 机器人传感器概述 119
6.2 常用的内部传感器 124
6.2.1 位置传感器 124
6.2.2 速度传感器 127
6.2.3 加速度传感器 129
6.2.4 倾斜角传感器 130
6.2.5 力觉传感器 131
6.3 常用外部传感器 133
6.3.1 视觉传感器 133
6.3.2 触觉传感器 137
6.3.3 接近度传感器 139
6.3.4 激光传感器 145
6.4 智能传感器 146
6.4.1 智能传感器概述 146
6.4.2 智能传感器的功能与特点 152
6.4.3 智能传感器的实现技术 154
6.4.4 智能传感器在智能机器人中的应用 157
第7章 工业机器人应用实例 159
7.1 焊接机器人 159
7.1.1 点焊机器人 159
7.1.2 弧焊机器人 163
7.2 喷漆机器人 172
7.2.1 液压喷漆机器人 173
7.2.2 电动喷漆机器人 175
7.3 装配机器人 176
7.3.1 装配机器人的系统组成 177
7.3.2 装配机器人的常用传感器 178
7.3.3 装配机器人的多传感器信息融合系统 184
7.4 洁净机器人与真空机器人 185
7.4.1 洁净环境和真空环境 185
7.4.2 洁净机器人 185
7.4.3 真空机器人 187
7.5 移动式搬运机器人 188
7.5.1 自动导引小车系统的组成 189
7.5.2 自动导引小车的导引方式 190
第8章 移动机器人的定位与导航 193
8.1 移动机器人的定位 193
8.2 环境地图的表示 195
8.3 移动机器人的路径规划 197
8.4 移动机器人的导航 200
习题 202
第9章 机器人竞赛应用实例 204
9.1 单片机基础知识 204
9.2 单片机常用开发软件 207
9.3 系统硬件设计 212
9.4 控制方法及程序设计 218
9.5 Arduino应用实例 226
参考文献 238