本書(shū)系統(tǒng)地介紹了機(jī)器人集成與應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)和工作原理，以及設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例。全書(shū)共分7章，主要內(nèi)容有機(jī)器人的定義、特點(diǎn)、分類(lèi)、基本組成等基礎(chǔ)知識(shí)，機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，機(jī)器人氣壓、液壓和電氣驅(qū)動(dòng)，機(jī)器人傳感器特性與分類(lèi)、內(nèi)部與外部傳感器的類(lèi)型與工作原理、傳感器應(yīng)用案例，機(jī)器人的控制特點(diǎn)、主要技術(shù)及操作系統(tǒng)，典型工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)，工業(yè)機(jī)器人控制的分類(lèi)、運(yùn)動(dòng)軌跡控制、示教與再現(xiàn)和編程語(yǔ)言，機(jī)器人工作站及生產(chǎn)線(xiàn)的構(gòu)成及設(shè)計(jì)原則，工業(yè)機(jī)器人的典型應(yīng)用，機(jī)器人離線(xiàn)編程仿真軟件。
本書(shū)可作為高等院校機(jī)器人工程、智能制造工程、機(jī)械電子工程及相近專(zhuān)業(yè)的教材或參考書(shū)，也可作為科研工作者和工程技術(shù)人員的參考書(shū)。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，機(jī)器人作為集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動(dòng)化裝備，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和制造業(yè)領(lǐng)域，正在不斷地改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)生活方式。全書(shū)介紹了機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用方面的重要知識(shí)點(diǎn)，在內(nèi)容安排上突出科學(xué)性和系統(tǒng)性，注重理論與工程實(shí)際的結(jié)合、基礎(chǔ)知識(shí)與現(xiàn)代技術(shù)的結(jié)合、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用的結(jié)合。
本書(shū)共分7章：第1章主要講解機(jī)器人的基礎(chǔ)知識(shí)，包括機(jī)器人的定義、特點(diǎn)、分類(lèi)，機(jī)器人的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)以及機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法；第2章主要介紹機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，包括機(jī)器人的基本組成及工作原理、基本術(shù)語(yǔ)與圖形符號(hào)、技術(shù)參數(shù)、設(shè)計(jì)與選用準(zhǔn)則、機(jī)械結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及位姿問(wèn)題；第3章主要介紹機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括常用的驅(qū)動(dòng)方式，如氣壓驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)、交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)；第4章主要介紹機(jī)器人的傳感器系統(tǒng)，包括傳感器的特性與分類(lèi)、要求及選擇、機(jī)器人內(nèi)部與外部傳感器的類(lèi)型與工作原理、傳感器應(yīng)用案例；第5章主要介紹機(jī)器人的控制基礎(chǔ)、典型工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)與分類(lèi)、運(yùn)動(dòng)軌跡控制、示教與再現(xiàn)、編程語(yǔ)言等內(nèi)容；第6章主要介紹工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成與典型應(yīng)用，包括機(jī)器人工作站的構(gòu)成及設(shè)計(jì)原則、生產(chǎn)線(xiàn)的構(gòu)成及設(shè)計(jì)原則和工業(yè)機(jī)器人的典型應(yīng)用；第7章主要介紹 PQArt工業(yè)機(jī)器人離線(xiàn)編程仿真軟件主要操作及應(yīng)用實(shí)例。
本書(shū)可作為高等院校機(jī)器人工程、智能制造工程、機(jī)械電子工程及相近專(zhuān)業(yè)的教材或參考書(shū)，也可作為科研工作者和工程技術(shù)人員的參考書(shū)。
本書(shū)由陳繼文、楊蕊、楊紅娟、王猛、倪鶴鵬、孟德才、張恒、崔嘉嘉等編寫(xiě)。在本書(shū)編寫(xiě)過(guò)程中，參閱了大量相關(guān)書(shū)籍和文獻(xiàn)資料，在此向相關(guān)作者一并表示感謝。
由于作者經(jīng)驗(yàn)不足，水平有限，書(shū)中難免有不妥和疏漏之處，懇切希望讀者批評(píng)指正。

編著者

第1章 機(jī)器人基礎(chǔ)知識(shí) 001
1.1 機(jī)器人的定義、特點(diǎn)與分類(lèi) 001
1.1.1 機(jī)器人的定義 001
1.1.2 機(jī)器人的特點(diǎn) 002
1.1.3 機(jī)器人的分類(lèi) 003
1.2 機(jī)器人的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì) 010
1.3 機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 013

第2章 機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng) 015
2.1 機(jī)器人的基本組成 015
2.1.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 016
2.1.2 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 017
2.1.3 感受系統(tǒng) 018
2.1.4 控制系統(tǒng) 019
2.1.5 人機(jī)交互系統(tǒng) 022
2.1.6 機(jī)器人-環(huán)境交互系統(tǒng) 022
2.2 機(jī)器人的基本工作原理 022
2.3 機(jī)器人的基本術(shù)語(yǔ)與圖形符號(hào) 023
2.3.1 機(jī)器人基本術(shù)語(yǔ) 023
2.3.2 機(jī)器人的圖形符號(hào)體系 025
2.4 機(jī)器人的技術(shù)參數(shù) 026
2.5 機(jī)器人設(shè)計(jì)和選用準(zhǔn)則 031
2.5.1 性能參數(shù)確定 032
2.5.2 控制方案選擇 032
2.5.3 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 033
2.6 機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu) 034
2.6.1 機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的組成 034
2.6.2 機(jī)器人機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng) 035
2.6.3 機(jī)身和臂部結(jié)構(gòu) 035
2.6.4 手腕結(jié)構(gòu) 039
2.6.5 手部結(jié)構(gòu) 041
2.7 機(jī)器人的傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 050
2.7.1 軸承傳動(dòng) 051
2.7.2 絲杠傳動(dòng) 052
2.7.3 帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng) 053
2.7.4 齒輪傳動(dòng) 054
2.7.5 諧波傳動(dòng) 056
2.7.6 RV減速器 058
2.7.7 連桿與凸輪傳動(dòng) 059
2.8 機(jī)器人的位姿問(wèn)題 059
2.8.1 機(jī)器人坐標(biāo)系 059
2.8.2 圓柱坐標(biāo)式主體機(jī)構(gòu)位姿問(wèn)題舉例 061
2.8.3 球坐標(biāo)式主體機(jī)構(gòu)位姿問(wèn)題舉例 062

第3章 機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 064
3.1 機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)方式 064
3.2 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能 065
3.3 液壓與氣壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 066
3.4 電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 067

第4章 機(jī)器人的傳感器系統(tǒng) 074
4.1 傳感器及其特性 074
4.2 機(jī)器人傳感器的分類(lèi) 075
4.3 工業(yè)機(jī)器人傳感器的一般要求 076
4.4 工業(yè)機(jī)器人傳感器的選擇要求 077
4.5 常用機(jī)器人內(nèi)部傳感器 078
4.5.1 位置檢測(cè)傳感器 078
4.5.2 角度傳感器 080
4.5.3 速度傳感器 080
4.5.4 加速度傳感器 083
4.6 常用機(jī)器人外部傳感器裝置 084
4.6.1 機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng) 084
4.6.2 觸覺(jué)傳感器 088
4.6.3 接近覺(jué)傳感器 092
4.6.4 距離傳感器 094
4.6.5 其他傳感器 096
4.7 工業(yè)機(jī)器人傳感器應(yīng)用案例 097
4.7.1 焊接機(jī)器人的傳感器系統(tǒng) 097
4.7.2 機(jī)器人手爪多傳感器系統(tǒng) 103
4.7.3 多傳感器信息融合裝配機(jī)器人 105

第5章 機(jī)器人的控制系統(tǒng) 107
5.1 機(jī)器人的控制基礎(chǔ) 107
5.1.1 機(jī)器人控制系統(tǒng)的特點(diǎn) 107
5.1.2 機(jī)器人控制系統(tǒng)的主要功能 108
5.1.3 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的基本組成與結(jié)構(gòu) 108
5.1.4 機(jī)器人控制的主要技術(shù) 111
5.1.5 機(jī)器人操作系統(tǒng) 112
5.2 典型工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng) 113
5.2.1 國(guó)外工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng) 113
5.2.2 國(guó)產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng) 114
5.3 工業(yè)機(jī)器人控制的分類(lèi) 115
5.3.1 工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)類(lèi)型 115
5.3.2 工業(yè)機(jī)器人的伺服控制 118
5.3.3 工業(yè)機(jī)器人的視覺(jué)控制 120
5.3.4 工業(yè)機(jī)器人的力控制 123
5.4 工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡控制 124
5.4.1 路徑和軌跡 125
5.4.2 軌跡規(guī)劃 125
5.5 工業(yè)機(jī)器人的示教與再現(xiàn) 131
5.5.1 示教再現(xiàn)原理 131
5.5.2 示教再現(xiàn)操作方法 132
5.5.3 離線(xiàn)編程 137
5.6 工業(yè)機(jī)器人的編程語(yǔ)言 140

第6章 工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成與典型應(yīng)用 144
6.1 機(jī)器人工作站的構(gòu)成及設(shè)計(jì)原則 144
6.1.1 機(jī)器人工作站的構(gòu)成 144
6.1.2 機(jī)器人工作站的一般設(shè)計(jì)原則 145
6.2 工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)線(xiàn)的構(gòu)成及設(shè)計(jì)原則 149
6.2.1 機(jī)器人生產(chǎn)線(xiàn)的構(gòu)成 149
6.2.2 機(jī)器人生產(chǎn)線(xiàn)的設(shè)計(jì)原則 150
6.2.3 工業(yè)機(jī)器人選型設(shè)計(jì) 153
6.3 工業(yè)機(jī)器人的典型應(yīng)用 154
6.3.1 搬運(yùn)機(jī)器人 154
6.3.2 碼垛機(jī)器人 176
6.3.3 焊接機(jī)器人 184
6.3.4 噴涂機(jī)器人 205

第7章 機(jī)器人離線(xiàn)編程仿真 214
7.1 PQArt的軟件界面 214
7.2 PQArt的軟件界面各部分的詳細(xì)介紹 215
7.3 三維球的基本操作 222
7.4 工業(yè)機(jī)器人的工作軌跡 224
7.5 PQArt工業(yè)項(xiàng)目實(shí)例 234

參考文獻(xiàn) 250