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第1章 绪论1

1.1 机器人的定义与分类1

1.1.1 机器人的定义1

1.1.2 机器人的分类2

1.2 机器人系统的基本组成6

1.2.1 机构6

1.2.2 驱动系统6

1.2.3 感受系统6

1.2.4 控制系统9

1.2.5 人机交互系统11

1.2.6 机器人-环境交互系统11

1.3 机器人系统的设计方法11

1.4 机器人的应用12

第2章 机器人的技术参数和机构22

2.1 机器人的技术参数22

2.2 机器人的移动机构24

2.2.1 车轮型移动机构24

2.2.2 履带式移动机构26

2.2.3 腿足式移动机构28

2.2.4 其他形式的移动机构28

2.3 机器人的传动机构29

2.3.1 丝杠传动29

2.3.2 带传动与链传动30

2.3.3 齿轮传动机构31

2.3.4 谐波传动机构34

2.3.5 连杆与凸轮传动35

第3章 机器人的运动学36

3.1 位置与姿态的描述36

3.2 坐标变换38

3.3 齐次坐标变换40

3.4 机器人正向运动学44

3.4.1 正向运动方程的变换矩阵44

3.4.2 正向运动方程的求解47

3.5 机器人逆向运动学51

3.5.1 逆向运动学问题的多解性与可解性51

3.5.2 逆向运动方程的求解52

3.6 移动机器人的运动学模型60

第4章 机器人的动力学63

4.1 拉格朗日法63

4.2 机器人动力学方程66

4.2.1 n自由度机器人操作臂动力学方程66

4.2.2 机器人操作臂动力学方程系数的简化69

4.2.3 考虑非刚体效应的动力学模型70

4.3 动力学仿真71

第5章 机器人的轨迹规划72

5.1 关节空间描述与直角坐标空间描述72

5.2 轨迹规划的基本原理73

5.3 关节空间的轨迹规划76

5.4 直角坐标空间的轨迹规划81

第6章 工业机器人的设计与应用84

6.1 焊接机器人84

6.1.1 点焊机器人84

6.1.2 弧焊机器人87

6.2 喷漆机器人95

6.2.1 液压喷漆机器人96

6.2.2 电动喷漆机器人97

6.3 装配机器人99

6.3.1 装配机器人的系统组成99

6.3.2 装配机器人的常用传感器100

6.3.3 装配机器人的多传感器信息融合系统106

6.4 洁净机器人与真空机器人106

6.4.1 洁净环境和真空环境107

6.4.2 洁净机器人107

6.4.3 真空机器人108

6.5 移动式搬运机器人109

6.5.1 自动导引小车系统的组成110

6.5.2 自动导引小车的导引方式111

第7章 工业机器人工作站的设计与应用114

7.1 机器人的应用工程114

7.2 机器人工作站的一般设计原则115

7.3 点焊机器人工作站120

7.3.1 点焊机器人工作站的基本组成120

7.3.2 简易点焊机器人的应用121

7.4 弧焊机器人工作站122

7.4.1 弧焊机器人工作站的基本组成122

7.4.2 简易弧焊机器人工作站的编程与控制122

第8章 自主移动机器人应用实例124

8.1 单片机基础知识124

8.2 单片机常用开发软件126

8.3 系统硬件设计133

8.3.1 直流调速模块133

8.3.2 蓝牙遥控模块135

8.3.3 红外避障模块136

8.3.4 摄像头循迹模块137

8.3.5 光电测速模块138

8.3.6 速度显示模块139

8.4 控制方法及程序设计140

8.4.1 串口通信程序140

8.4.2 判断命令程序140

8.4.3 避障程序141

8.4.4 光电测速程序设计142

8.4.5 循迹程序设计143

8.4.6 路径识别方法145

8.4.7 控制方法146

参考文献149