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目录1

第1章　绪论1

1.1　工业机器人概述1

1.2　工业机器人的组成和分类2

1.2.1　工业机器人的组成2

1.2.2　工业机器人的分类3

1.3　工业机器人的应用和发展6

1.3.1　工业机器人的应用6

1.3.2　工业机器人的发展趋势8

第2章　工业机器人本体结构10

2.1　机器人末端执行器10

2.1.1　夹钳式取料手10

2.1.2　吸附式取料手15

2.1.3　专用末端操作器及换接器18

2.1.4　仿生多指灵巧手20

2.2　机器人手腕21

2.2.1　手腕的自由度21

2.2.2　手腕的典型结构22

2.2.3　柔顺手腕结构25

2.3　机器人手臂26

2.3.1　手臂直线运动机构27

2.3.2　手臂回转运动机构28

2.3.3　手臂俯仰运动机构28

2.3.4　手臂复合运动机构30

2.4　机器人机座32

2.4.1　固定式机器人32

2.4.2　行走式机器人32

3.2　齐次坐标38

3.2.1　齐次坐标性质38

第3章　工业机器人的运动学和力学分析38

3.1　概述38

3.2.2　齐次坐标的矢量计算39

3.3　齐次变换39

3.3.1　坐标变换39

3.3.2　齐次变换42

3.3.3　平移变换和旋转变换45

3.3.4　相对变换47

3.4　变换方程的建立49

3.3.5　逆变换49

3.5　机器人运动学方程50

3.5.1　机器人操作机的位置与姿态50

3.5.2　末端执行器的位姿T652

3.5.3　机器人运动学方程54

3.6　工业机器人力学分析64

3.6.1　静力学分析64

3.6.2　动力学分析66

4.1.1　工业机器人驱动系统的种类69

4.1.2　各种驱动方式的特点及比较69

4.1　概述69

第4章　工业机器人的驱动69

4.2　液压驱动71

4.2.1 直线液压缸71

4.2.2　旋转执行元件71

4.2.3　电液伺服阀72

4.3　气压驱动74

4.4　直流电动机驱动74

4.4.1　伺服电机的选择75

4.4.2　总传动比的选择79

4.5　步进电动机驱动81

4.6　直流电源和功率放大器84

4.6.1 整流电路84

4.6.2　稳压电路84

4.6.3　功率放大电路84

第5章　工业机器人控制技术87

5.1　概述87

5.1.1　机器人控制系统的特点87

5.1.2　机器人的控制方式87

5.1.3　控制策略88

5.2　示教再现控制90

5.2.1　示教及记忆方式90

5.2.2 示教编程方式91

5.3　运动控制92

5.3.1　关节运动伺服指令的生成92

5.3.2　关节运动的伺服控制95

5.4　工业机器人的计算机控制99

5.4.1 业机器人计算机控制的分类99

5.4.2　微型计算机直接控制工业机器人101

6.1　机器人传感器的选择要求103

第6章　工业机器人的感觉系统103

6.1.1　传感器类型的选择104

6.1.2　传感器性能指标的确定107

6.1.3　传感器物理特征的选择109

6.2　位置传感器和位移传感器110

6.2.1 电位器式位移传感器110

6.2.2　光电编码器111

6.3　机器人的视觉传感系统112

6.3.1　概述112

6.3.2　图像输入113

6.3.3　数字图像的编码115

6.3.4　图像的分离116

6.4　机器人的接近觉传感器120

6.4.1 电磁感应传感器120

6.4.2　霍尔传感器122

6.4.3　超声波传感器123

6.5　机器人的触觉、力觉和压觉传感器123

6.5.1　触觉和压觉传感器123

6.5.2　力和力矩传感器124

6.5.3　滑觉传感器127

第7章　工业机器人的语言129

7.1　机器人语言概述129

7.1.1　概述129

7.1.2　机器人编程语言的基本要求和类别130

7.2　机器人的语言结构132

7.2.1　操作系统132

7.2.2　机器人语言的要素132

7.3　VAL语言135

7.3.1　VAL语言的指令136

7.3.2　VAL程序设计举例139

7.4　机器人语言的有关问题140

7.4.1 实际模型和内部模型的误差140

7.4.2　程序前后衔接的敏感性140

7.4.3　误差探测与校正141

7.5　离线编程系统的特点和要求141

7.6　离线编程系统的组成143

7.6.1 用户接口143

7.6.2　机器人系统的三维构型144

7.6.3　运动学计算144

7.6.4　轨迹规划145

7.6.5　动力学仿真146

7.6.6　并行操作146

7.6.7　传感器的仿真147

7.6.8　通信接口148

7.6.9　误差的校正148

第8章　工业机器人的总体设计150

8.1　工业机器人的设计概述150

8.2　工业机器人的设计步骤152

8.2.1　确定机器人的技术参数152

8.2.2　选择机器人的机械结构153

8.2.3　确定机器人手臂配置155

8.2.4　机器人控制系统设计157

8.2.5　工业机器人的设计计算157

8.3　工业机器人的传动系统设计157

8.3.1　工业机器人的驱动系统157

8.3.2　工业机器人的传动系统设计157

8.4　典型工业机器人系统157

8.4.1　SCARA型装配机器人157

8.4.2　PUMA多关节机器人159

9.1.1　弧焊机器人163

第9章　工业机器人的应用163

9.1　典型工业机器人的应用163

9.1.2　点焊机器人165

9.1.3　装配机器人168

9.1.4　喷涂机器人169

9.1.5 其他用途的工业机器人170

9.2　在生产中引入机器人系统的方法171

9.2.1　可行性分析171

9.2.2　机器人工作站和生产线的详细设计172

9.2.4　交付使用173

9.2.3　制造与试运行173

9.3　工业机器人工作站的构成及设计原则174

9.3.1　机器人工作站的构成174

9.3.2　机器人工作站的一般设计原则174

9.4　工业机器人生产线的构成及设计原则183

9.4.1　机器人生产线构成183

9.4.2　机器人生产线的设计原则183

附录1　工业机器人常用术语190

附录2　工业机器人词汇192

参考文献195