第1章 机器人工程学 1
1.1什么是机器人 1
目录 1
1.2机器人的种类 2
1.3智能机器人 4
1.3.1系统的构成 4
1.3.2智能机器人的基本课题 5
1.3.3智能机器人研究的发展 6
1.4.1柔软性自动化 7
1.4.2自动化及机器人的作用 7
1.4自动化与机器人 7
1.4.3工业用机器人技术 9
1.4.4今后的机器人工程学 10
参考文献 11
第2章 机器人的机构学 12
2.1坐标系与自由度 12
2.2机器人的运动学和力学分析 14
2.2.1坐标变换矩阵 15
2.2.2机器人的位置姿势的解析 15
2.2.3机器人的速度、加速度的解析 17
2.2.4机器人的角速度、角加速度的解析 19
2.2.5机器人的静力学解析 20
2.2.6机器人的动力学解析 22
2.2.7机器人的位置、姿势的综合 27
2.3机器人的驱动传动机构 32
2.3.1传动装置和减速器 32
2.3.2运动传递机构 33
2.3.3关节的机构 34
2.4夹持机构 36
2.5移动机构 39
2.5.1车轮式移动机器人 39
2.5.2脚式移动机器人 40
2.5.4其他的移动机器人 43
2.5.3履带式移动机器人 43
参考文献 44
第3章 机器人的控制 46
3.1控制要素 46
3.1.1驱动器 46
3.1.2电动机驱动放大器 47
3.1.3减速器 47
3.1.4测量器 48
3.2关节的伺服系统 49
3.2.1伺服系统的方框图 49
3.2.2速度控制系统 49
3.2.3位置控制系统 52
3.3.1轨道的生成 53
3.3多自由度系统的控制算法 53
3.3.2用软件伺服的系统补偿 55
3.3.3坐标变换 56
3.3.4工作坐标系上的轨道生成 58
3.4工作坐标系伺服器 60
3.4.1生成力矢量的方法 60
3.4.2生成速度矢量的方法 63
3.4.3生成加速度矢量的方法 64
参考文献 65
4.1工作的程序化 66
4.2机器人语言的分类 66
第4章 机器人和语言 66
4.3指挥命令级语言 67
4.4基础动作级语言 69
4.4.1数据表示和它的示教 70
4.4.2工作的程序化 71
4.4.3程序例 72
4.5构造动作级语言 73
4.5.1工作环境描述及数据形式 75
4.5.2动作语句 76
4.5.3坐标系的结合 76
4.5.4控制语句 77
4.5.5并行动作描述及其同步 77
4.5.7AL的程序例 78
4.5.6宏功能 78
4.6对象状态级语言 79
4.7工作目标级语言 80
4.8小结 81
参考文献 82
第5章 机器人的感觉 83
5.1机器人的感觉功能和安装位置 83
5.2视觉功能及其应用 84
5.2.1图象处理的方法 84
5.2.2二值图象处理 86
5.2.3模式匹配法 88
5.2.4窗内像素计数法 90
5.2.5特征参数提取法 91
5.3触觉功能及其应用 92
5.3.1触觉种类和用途 92
5.3.2靠接近觉的控制 93
5.3.3靠力觉控制 94
5.4智能机器人 97
5.4.1智能机器人的基本功能 97
5.4.2目的理解功能 98
5.4.3环境理解功能 99
5.4.4行动规划功能 102
5.5自主型移动机器人 103
5.5.1移动机器人和感觉 103
5.5.3不带地图的移动机器人 104
5.5.2地图规范的移动机器人 104
参考文献 106
第6章 人机接口技术 108
6.1给机器人的指令方式 108
6.1.1放演方式和机器人语言的指令方式 109
6.1.2图形数据的指令方式 109
6.1.3遥控技术的指令方式 109
6.2机器人的工作环境示教系统 111
6.2.1工作环境的理解 111
6.2.2工作环境的示教 112
6.2.3环境示教系统的实例 112
6.3语音识别技术 114
6.3.1语音识别的预备知识 115
6.3.2语音分析和特征提取 116
6.3.3语音单词的识别 118
6.3.4连续单词识别和连续语音识别 119
6.4自然语言系统 119
6.4.1句法分析 119
6.4.2含义理解 122
6.5知识利用和问题解决 122
6.5.1知识库系统 122
6.5.2问题解决系统 125
参考文献 130
7.2.1概要 131
7.2适用于点焊作业的机器入 131
第7章 在生产中的机器人技术 131
7.1工业用机器人的起源 131
7.2.2为引入机器人的配套规划 132
7.2.3点焊作业的配套设计 132
7.3适用弧焊作业的机器人 136
7.3.1概要 136
7.3.2引入机器人的准备、作业的论证 136
7.3.3适用于双轮机动车架的例子 137
7.4适用于油漆作业的机器人 142
7.4.1概要 142
7.4.2油漆机器人的特点（示教） 142
7.4.3油漆机器人的软件 143
7.4.4油漆机器人的硬件 144
7.4.5适用于油漆作业机器人的讨论举例 145
7.5适用于机械加工作业的机器人 147
7.5.1概要 147
7.5.2引入机器人的目标 147
7.5.3生产线的选择和引入机器人的基本设想 147
7.5.4引入机器人应解决的事项 148
7.5.5机器人生产线的实际情况 149
7.5.6改善生产线以适应于生产量的激增 150
7.6.2对象模型的选择及现状分析 151
7.6.1概要 151
7.6FMS和工业机器人 151
7.6.3系统的基本组成 153
7.6.4系统的软件 154
7.7结束语 155
参考文献 155
第8章 核能领域中的机器人技术 156
8.1适合用机器人的对象设施 156
8.1.1核能发电设施 156
8.1.2核物质处理设施 158
8.2.1对控制系统的要求 160
8.2远距离操作的控制技术 160
8.1.3其它 160
8.2.2用在核能方面的机器人的有代表性的控制技术 161
8.3核能发电站用的机器人 164
8.3.1实用化的核能发电站用的机器人 164
8.3.2开发中的机器人 167
参考文献 170
第9章 援助人类用的机器人技术 171
9.1运动机能的代行系统 171
9.1.1人工手足 171
9.1.2取代上肢的结构及其控制 172
9.1.3取代下肢的控制 176
9.2.1人工感觉器 177
9.2感觉机能代行系统 177
9.2.2人类、机械、环境模拟 178
9.2.3用电刺激法传递信息 180
9.3医疗福利机器人 181
9.3.1机器人在医疗福利方面的应用 181
9.3.2护理用机器人 181
9.3.3导盲犬机器人 182
9.4极限作业的机器人 184
9.4.1第三代机器人 184
9.4.2“极限作业机器人”大型规划与国际合作研究 187
参考文献 188
10.1工业机器人和智能机器人 190
第10章 与机器人相关的技术动向 190
10.2计算机系统技术 191
10.2.1计算机系统的变迁 191
10.2.2计算机的结构格式 193
10.2.3计算机软件 193
10.3设备技术 195
10.3.1计算机用设备 195
10.3.2感觉设备 197
10.4人工智能的研究 197
10.4.1图象理解 198
10.4.2声音识别与自然语言的理解 198
10.4.3专家系统 199
10.4.4生物信息处理 199