第1章 机器人概述 1
1．1 机器人的概念和分类 1
1．1．1 机器人的概念 1
1．1．2 机器人的分类 3
1．2 机器人发展史 3
1．2．1 古代机器人 3
1．2．2 现代机器人 4
1．2．3 中国机器人的发展 5
1．3 机器人的基本结构 7
1．4 机器人与人 11
1．5 机器人的研究内容 13
第2章 机器人博览 15
2．1 工业机器人 15
2．1．1 概述 15
2．1．2 工业机器人在工业生产中的应用 15
2．1．3 工业机器人的发展趋势 22
2．2 特种机器人 23
2．2．1 护士助手 23
2．2．2 口腔修复机器人 24
2．2．3 进入血管的机器人 24
2．2．4 高楼擦窗和壁面清洗机器人 26
2．2．5 清洗巨人 27
2．2．6 汽车加油机器人 28
2．2．7 康复机器人 28
2．2．8 微创外科手术机器人 29
2．3 军用机器人 30
2．3．1 机器警察 30
2．3．2 机器工兵 31
2．3．3 机器保安 33
2．3．4 水下机器人 34
2．3．5 未来奇兵 35
2．3．6 太空机器人 36
第3章 机器人机械结构 40
3．1 机器人末端执行器 40
3．1．1 夹钳式取料手 41
3．1．2 吸附式取料手 44
3．1．3 专用末端操作器及换接器 47
3．1．4 仿生多指灵巧手 48
3．2 机器人手腕 50
3．2．1 概述 50
3．2．2 手腕的分类 50
3．3 机器人手臂 53
3．3．1 手臂直线运动机构 53
3．3．2 手臂回转运动机构 54
3．3．3 手臂俯仰运动机构 55
3．3．4 手臂复合运动机构 55
3．3．5 新型的蛇形机械手臂 56
3．4 机器人机座 57
3．4．1 固定式机器人 57
3．4．2 行走式机器人 57
3．5 机器人的传动 61
3．5．1 移动关节导轨及转动关节轴承 62
3．5．2 传动件的定位及消隙 64
3．5．3 谐波传动 67
3．5．4 丝杠螺母副及滚珠丝杠传动 68
3．5．5 其他传动 68
第4章 机器人控制技术 70
4．1 机器人控制基础 70
4．1．1 机器人控制系统的特点 70
4．1．2 机器人的控制方式 70
4．1．3 机器人控制系统结构和工作原理 72
4．1．4 机器人单关节位置伺服控制 74
4．1．5 机器人的力控制 80
4．1．6 机器人智能控制 83
4．2 机器人传感器 87
4．2．1 机器人传感器概述 87
4．2．2 内部传感器 88
4．2．3 外部传感器 94
4．2．4 多传感器融合 105
4．3 机器人编程 107
4．3．1 机器人编程系统及方式 107
4．3．2 对机器人的编程要求 109
4．3．3 机器人编程语言的类型 110
4．3．4 动作级语言 113
4．3．5 对象级语言 119
第5章 特种机器人应用 122
5．1 特种机器人应用的意义 122
5．2 特种机器人系统 123
5．2．1 特种机器人的共性技术 123
5．2．2 基于行为的特种机器人体系结构 124
5．2．3 特种机器人重点研究的科学问题 125
5．3 特种机器人应用实例 125
5．3．1 水下机器人 125
5．3．2 地面移动机器人 133
5．3．3 空中机器人（无人机） 142
5．3．4 空间机器人 148
第6章 生物生产机器人 154
6．1 生物生产机器人概述 154
6．1．1 生物生产机器人的独特性 155
6．1．2 生物生产机器人的作业对象 155
6．2 生物生产机器人的基本组成 158
6．3 生物生产机器人的应用实例 160
6．3．1 番茄收获机器人 160
6．3．2 黄瓜收获机器人 168
6．3．3 草莓收获和拣选机器人 173
6．3．4 多功能机器人 179
6．3．5 植物保护机器人 182
6．3．6 肉品加工机器人 187
第7章 仿生机械学 189
7．1 仿生机械学定义 189
7．2 仿生机械简史 189
7．3 仿生机械学的研究领域 190
7．4 仿生设计 191
7．4．1 生物形态与工程结构 191
7．4．2 生物形态与运动 192
7．5 仿生机械与机器人技术、康复工程 193
7．5．1 仿生机械与机器人技术 193
7．5．2 仿生机器人的研究 194
7．5．3 康复工程与假肢技术 197
7．6 仿生机械实例 203
7．6．1 仿生机器蟹 203
7．6．2 水母机器人 204
7．6．3 仿生机器鱼 205
7．6．4 机器龙虾 207
7．6．5 仿生企鹅 207
7．6．6 机器苍蝇 208
7．6．7 机器雨燕 209
7．6．8 仿生蚱蜢跳跃机器人 209
7．6．9 仿生机器人壁虎 210
7．6．10 仿生快速穿越沙地机器人 210
7．6．11 仿生机器蛇 211
7．6．12 水面行走机器人 212
第8章 机器人大赛 213
8．1 梦想从机器人开始 213
8．2 智能足球机器人系统概述 214
8．2．1 智能足球机器人系统 214
8．2．2 智能足球机器人系统的产生 215
8．2．3 智能足球机器人在中国的发展 216
8．3 智能足球机器人系统的组成及其应用 218
8．3．1 智能足球机器人系统的组成 218
8．3．2 智能足球机器人系统的应用 219
8．4 智能小型足球机器人的本体结构 220
8．4．1 机械子系统 220
8．4．2 控制子系统 224
8．4．3 板载软件 225
8．5 智能小型足球机器人系统的通信系统与电源子系统 226
8．5．1 无线通信系统的组成 226
8．5．2 电源子系统 228
8．6 智能中型足球机器人的硬件结构 231
8．6．1 硬件结构组成 231
8．6．2 机械结构 232
8．6．3 微处理单元 238
8．7 智能中型足球机器人系统的软件结构 240
8．7．1 视觉子系统 240
8．7．2 通信子系统 243
8．7．3 决策子系统 245
8．7．4 控制子系统 247
第9章 前沿机器人 248
9．1 仿人机器人 248
9．1．1 仿人机器人的发展历史和研究现状 248
9．1．2 立体视觉系统 252
9．1．3 五指灵巧手 257
9．1．4 二足步行机构 260
9．1．5 人机交互技术 263
9．1．6 仿人机器人的发展方向 266
9．2 微型机器人与微操作 268
9．2．1 微型机器人的概念及其发展现状 268
9．2．2 微型机器人 270
9．2．3 微操作机器人 276
参考文献 279