本書從工程設(shè)計(jì)角度出發(fā), 詳細(xì)梳理和論述了操作與移動(dòng)兩大主題概念下的現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)總論, 工業(yè)機(jī)器人操作臂系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、工業(yè)機(jī)器人操作臂機(jī)械系統(tǒng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工業(yè)機(jī)器人操作臂系統(tǒng)設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)與力學(xué)原理、工業(yè)機(jī)器人操作臂機(jī)械本體參數(shù)識別原理與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、工業(yè)機(jī)器人操作臂驅(qū)動(dòng)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及控制方法、工業(yè)機(jī)器人用移動(dòng)平臺設(shè)計(jì)、工業(yè)機(jī)器人末端操作器與及其換接裝置設(shè)計(jì)、工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)的仿真方法、面向操作與移動(dòng)作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例、現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)總論與展望等內(nèi)容。
本書適合于機(jī)器人相關(guān)研究方向的本科高年級生、碩士研究生、博士研究生以及從事機(jī)器人創(chuàng)新設(shè)計(jì)與研發(fā)的研究人員、高級工程技術(shù)人員閱讀。

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第1章 操作與移動(dòng)兩大主題概念下的現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)總論 /1

1.1 機(jī)器人概念與工業(yè)機(jī)器人發(fā)展簡史 /1

1.2 什么是工業(yè)機(jī)器人？ /4

1.3 機(jī)器人操作臂簡史及其分類與應(yīng)用 /9

1.3.1 工業(yè)機(jī)器人操作臂是機(jī)器人概念的最早技術(shù)實(shí)現(xiàn)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用 /9

1.3.2 傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人操作臂和冗余、超冗余自由度機(jī)器人操作臂 /10

1.3.3 機(jī)器人操作臂的分類、用途及特點(diǎn) /23

1.3.4 機(jī)器人操作臂固定安裝需考慮的問題及安裝使用的三種形式 /30

1.4 地面移動(dòng)機(jī)器人平臺的發(fā)展與現(xiàn)狀 /33

1.4.1 有關(guān)動(dòng)物、物體的“移動(dòng)”概念與移動(dòng)方式 /33

1.4.2 工業(yè)機(jī)器人移動(dòng)平臺的主要移動(dòng)方式和移動(dòng)機(jī)器人 /35

1.4.3 移動(dòng)機(jī)器人總論 /131

1.5 末端操作器相關(guān) /137

1.6 移動(dòng)平臺搭載操作臂的工業(yè)機(jī)器人發(fā)展 /139

1.6.1 腿式移動(dòng)機(jī)器人與操作臂一體的機(jī)器人 /140

1.6.2 輪式移動(dòng)機(jī)器人與操作臂一體的機(jī)器人 /142

1.6.3 履帶式移動(dòng)機(jī)器人與操作臂一體的機(jī)器人 /145

1.6.4 移動(dòng)平臺搭載操作臂的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與技術(shù)發(fā)展總結(jié) /146

1.7 關(guān)于工業(yè)機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用方面人才與工業(yè)基礎(chǔ) /148

1.7.1 從事工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需的知識結(jié)構(gòu) /148

1.7.2 從事工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研發(fā)應(yīng)具備的專業(yè)素質(zhì) /148

1.7.3 工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化與創(chuàng)新研發(fā)所需的工業(yè)基礎(chǔ) /152

1.8 工業(yè)機(jī)器人種類與應(yīng)用領(lǐng)域概覽 /156

1.9 本書內(nèi)容構(gòu)成設(shè)計(jì)思路、結(jié)構(gòu)以及相關(guān)說明 /160

參考文獻(xiàn) /161




第2章 工業(yè)機(jī)器人操作臂系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ) /170

2.1 工業(yè)機(jī)器人操作臂的組成與用途 /170

2.1.1 工業(yè)機(jī)器人操作臂的用途與作業(yè)形式 /170

2.1.2 工業(yè)機(jī)器人操作臂系統(tǒng)組成 /174

2.2 工業(yè)機(jī)器人操作臂機(jī)構(gòu)形式 /176

2.2.1 工業(yè)機(jī)器人操作臂機(jī)構(gòu)構(gòu)型與分類 /176

2.2.2 工業(yè)機(jī)器人操作臂中常用的機(jī)構(gòu)構(gòu)型 /179

2.2.3 仿人手臂機(jī)構(gòu)構(gòu)型 /180

2.2.4 冗余、超冗余自由度機(jī)器人操作臂機(jī)構(gòu)構(gòu)型 /184

2.3 工業(yè)機(jī)器人操作臂的設(shè)計(jì)要求與特點(diǎn) /189

2.3.1 工業(yè)機(jī)器人操作臂的基本參數(shù)和特性 /189

2.3.2 工業(yè)機(jī)器人操作臂產(chǎn)品基本規(guī)格參數(shù)及性能指標(biāo)實(shí)例 /193

2.3.3 工業(yè)機(jī)器人操作臂的設(shè)計(jì)過程及內(nèi)容 /195

2.3.4 工業(yè)機(jī)器人操作臂機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要考慮和解決的問題 /197

2.4 工業(yè)機(jī)器人操作臂的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ) /199

2.4.1 工業(yè)機(jī)器人操作臂常用的機(jī)械傳動(dòng)形式 /199

2.4.2 齒輪傳動(dòng)在機(jī)器人關(guān)節(jié)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用及問題解決方法 /201

2.4.3 精密滾珠絲杠傳動(dòng)在機(jī)器人中的應(yīng)用及問題解決方法 /203

2.4.4 用于工業(yè)機(jī)器人操作臂的關(guān)節(jié)支撐形式與薄壁滾動(dòng)軸承 /208

2.4.5 機(jī)器人用諧波齒輪傳動(dòng)及其創(chuàng)新設(shè)計(jì) /212

2.4.6 工業(yè)機(jī)器人用RV 擺線針輪傳動(dòng)及其減速器結(jié)構(gòu)與應(yīng)用 /237

2.4.7 同步齒形帶傳動(dòng) /246

2.4.8 精密機(jī)械傳動(dòng)裝置（減速器）在機(jī)器人中的應(yīng)用實(shí)例 /266

2.5 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ) /270

2.5.1 電動(dòng)驅(qū)動(dòng) /270

2.5.2 液壓伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本原理與選型設(shè)計(jì) /288

2.5.3 氣動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)基本原理與選型設(shè)計(jì) /297

2.6 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ) /308

2.6.1 控制系統(tǒng)基本原理與組成 /308

2.6.2 控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng) /318

2.6.3 控制系統(tǒng)的軟件系統(tǒng) /342

2.7 傳感技術(shù)基礎(chǔ)與常用傳感器 /350

2.7.1 工業(yè)機(jī)器人傳感系統(tǒng)概述 /350

2.7.2 位置/速度傳感器及其應(yīng)用基礎(chǔ) /365

2.7.3 力/力矩傳感器及其應(yīng)用基礎(chǔ) /369

2.7.4 視覺傳感器及其應(yīng)用基礎(chǔ) /379

2.7.5 激光傳感器及其應(yīng)用基礎(chǔ) /385

2.7.6 姿態(tài)傳感器及其應(yīng)用基礎(chǔ) /397

2.8 本章小結(jié) /406

參考文獻(xiàn) /406




第3章 工業(yè)機(jī)器人操作臂機(jī)械系統(tǒng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) /408

3.1 典型工業(yè)機(jī)器人操作臂機(jī)構(gòu)構(gòu)型及關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)形式 /408

3.1.1 工業(yè)機(jī)器人操作臂關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)形式 /408

3.1.2 工業(yè)機(jī)器人操作臂的腕關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)形式 /422

3.2 工業(yè)機(jī)器人操作臂的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) /425

3.2.1 MOTOMAN K 系列機(jī)器人操作臂機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) /425

3.2.2 PUMA 系列機(jī)器人操作臂機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) /430

3.2.3 SCARA 類型機(jī)器人操作臂機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) /434

3.3 多自由度無奇異全方位關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)與新型機(jī)器人操作臂設(shè)計(jì) /441

3.3.1 單萬向鉸鏈機(jī)構(gòu)原理 /441

3.3.2 雙萬向鉸鏈機(jī)構(gòu)等速傳動(dòng)原理 /443

3.3.3 機(jī)構(gòu)拓?fù)渥儞Q演化 /444

3.3.4 萬向鉸鏈機(jī)構(gòu)的拓?fù)渥儞Q演化及其組合機(jī)構(gòu) /450

3.3.5 新型4 自由度無奇異并/串聯(lián)式全方位關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)的機(jī)械設(shè)計(jì)及研制的原型樣機(jī)與實(shí)驗(yàn) /460

3.3.6 全方位關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究的總結(jié) /487

3.4 工業(yè)機(jī)器人操作臂的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要考慮和注意的問題 /488

3.4.1 工業(yè)機(jī)器人操作臂機(jī)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計(jì)問題 /488

3.4.2 工業(yè)機(jī)器人操作臂機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題 /490

3.5 工業(yè)機(jī)器人操作臂的機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì) /492

3.5.1 工業(yè)機(jī)器人操作臂的機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)問題 /492

3.5.2 機(jī)構(gòu)參數(shù)與工作空間 /495

3.5.3 機(jī)器人機(jī)構(gòu)操作性能準(zhǔn)則與靈活性測度 /496

3.5.4 6自由度以內(nèi)工業(yè)機(jī)器人操作臂的機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì) /503

3.5.5 冗余自由度機(jī)器人操作臂機(jī)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì) /504

3.6 本章小結(jié) /506

參考文獻(xiàn) /507




下 冊

第4章 工業(yè)機(jī)器人操作臂系統(tǒng)設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)與力學(xué)原理 /508

4.1 工業(yè)機(jī)器人操作臂及其運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)與力學(xué)的抽象描述 /508

4.1.1 工業(yè)機(jī)器人操作臂與作業(yè)對象構(gòu)成的首尾相接的“閉鏈”系統(tǒng) /509

4.1.2 工業(yè)機(jī)器人操作臂作業(yè)“閉鏈” 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)與力學(xué)描述問題 /511

4.2 工業(yè)機(jī)器人操作臂機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué) /511

4.2.1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué) /511

4.2.2 機(jī)構(gòu)正運(yùn)動(dòng)學(xué)和逆運(yùn)動(dòng)學(xué) /513

4.3 工業(yè)機(jī)器人操作臂機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)問題描述的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) /514

4.3.1 作為工業(yè)機(jī)器人操作臂構(gòu)形比較基準(zhǔn)的初始構(gòu)形 /514

4.3.2 末端操作器姿態(tài)的表示 /514

4.3.3 坐標(biāo)系的表示與坐標(biāo)變換 /516

4.3.4 正運(yùn)動(dòng)學(xué) /521

4.3.5 逆運(yùn)動(dòng)學(xué) /528

4.3.6 RPP 無偏置型3 自由度機(jī)器人操作臂臂部機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的解析幾何法 /530

4.3.7 RPP 有偏置型3 自由度機(jī)器人操作臂臂部機(jī)構(gòu)（即PUMA 臂部機(jī)構(gòu)） 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的解析幾何法 /534

4.3.8 機(jī)器人操作臂的雅克比矩陣 /540

4.4 工業(yè)機(jī)器人操作臂機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問題描述的力學(xué)基礎(chǔ) /549

4.4.1 工業(yè)機(jī)器人操作臂運(yùn)動(dòng)參數(shù)與機(jī)械本體物理參數(shù) /549

4.4.2 什么是動(dòng)力學(xué)？ /549

4.4.3 推導(dǎo)工業(yè)機(jī)器人操作臂微分運(yùn)動(dòng)方程的拉格朗日法 /550

4.4.4 推導(dǎo)工業(yè)機(jī)器人操作臂微分運(yùn)動(dòng)方程的牛頓-歐拉法 /555

4.5 工業(yè)機(jī)器人操作臂機(jī)構(gòu)誤差分析與精度設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) /556

4.5.1 機(jī)構(gòu)誤差分析的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) /556

4.5.2 機(jī)器人機(jī)構(gòu)精度設(shè)計(jì)及測量 /564

4.6 工業(yè)機(jī)器人操作臂控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的現(xiàn)代數(shù)學(xué)基礎(chǔ) /565

4.6.1 現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ) /565

4.6.2 模糊理論與軟計(jì)算 /574

4.6.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)與強(qiáng)化學(xué)習(xí) /590

4.7 本章小結(jié) /602

參考文獻(xiàn) /602




第5章 工業(yè)機(jī)器人操作臂機(jī)械本體參數(shù)識別原理與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) /604

5.1 平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的2-DOF 機(jī)器人操作臂的運(yùn)動(dòng)方程及其應(yīng)用問題 /604

5.1.1 由拉格朗日法得到的2-DOF 機(jī)器人操作臂運(yùn)動(dòng)方程 /604

5.1.2 機(jī)器人操作臂運(yùn)動(dòng)方程的用途 /605

5.2 基底參數(shù) /606

5.3 參數(shù)識別的基本原理 /607

5.3.1 逐次識別法 /607

5.3.2 同時(shí)識別法 /610

5.3.3 逐次識別法與同時(shí)識別法的優(yōu)缺點(diǎn)討論 /612

5.4 參數(shù)識別實(shí)驗(yàn)前需考慮的實(shí)際問題 /613

5.5 本章小結(jié) /613




第6章 工業(yè)機(jī)器人操作臂伺服驅(qū)動(dòng)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及控制方法 /615

6.1 工業(yè)機(jī)器人操作臂驅(qū)動(dòng)與控制硬件系統(tǒng)構(gòu)建 /615

6.1.1 機(jī)器人系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮的問題 /615

6.1.2 集中控制 /616

6.1.3 分布式控制 /620

6.2 位置/軌跡追蹤控制 /626

6.2.1 機(jī)器人操作臂位置軌跡追蹤控制總論 /626

6.2.2 PD 反饋控制（即軌跡追蹤的靜態(tài)控制） /627

6.2.3 動(dòng)態(tài)控制 /628

6.2.4 前饋動(dòng)態(tài)控制 /630

6.2.5 前饋+ PD 反饋動(dòng)態(tài)控制 /631

6.2.6 計(jì)算力矩控制法 /633

6.2.7 加速度分解控制 /633

6.3 魯棒控制 /634

6.4 自適應(yīng)控制 /636

6.5 力控制 /637

6.5.1 機(jī)器人操作臂與環(huán)境構(gòu)成的系統(tǒng)模型 /637

6.5.2 基于位置控制的力/位控制器 /640

6.5.3 基于力控制的力/位控制器 /642

6.6 最優(yōu)控制 /644

6.7 主從控制 /645

6.7.1 對稱型主從控制系統(tǒng)與控制器 /645

6.7.2 力反射型主從控制系統(tǒng)與控制器 /646

6.7.3 力歸還型主從控制系統(tǒng)與控制器 /647

6.7.4 對稱型/力反射型/力歸還型三種雙向主從控制系統(tǒng)的統(tǒng)一表示 /647

6.8 非基于模型的智能控制方法 /649

6.9 本章小結(jié) /652




第7章 工業(yè)機(jī)器人用移動(dòng)平臺設(shè)計(jì) /653

7.1 工業(yè)機(jī)器人操作臂移動(dòng)平臺的形式與要求 /653

7.2 移動(dòng)平臺小車的機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) /654

7.2.1 輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu) /654

7.2.2 履帶式移動(dòng)機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu) /681

7.2.3 腿式移動(dòng)機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu) /688

7.2.4 帶有操作臂的輪式移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例 /695

7.2.5 搭載操作臂的履帶式移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例 /715

7.2.6 輪腿式移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例 /730

7.2.7 輪式-腿式-履帶式復(fù)合移動(dòng)方式的輪-腿-履式移動(dòng)機(jī)器人（wheelslegs-tracks hybrid locomotion robot） 系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例 /738

7.3 搭載機(jī)器人操作臂的移動(dòng)平臺穩(wěn)定性設(shè)計(jì)理論 /745

7.3.1 運(yùn)動(dòng)物體或系統(tǒng)的移動(dòng)穩(wěn)定性定義 /745

7.3.2 物體或系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的力學(xué)基礎(chǔ)與穩(wěn)定移動(dòng)的控制原理 /747

7.3.3 腿足式移動(dòng)機(jī)器人的移動(dòng)穩(wěn)定性設(shè)計(jì) /752

7.3.4 輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)穩(wěn)定性設(shè)計(jì) /763

7.3.5 搭載機(jī)器人操作臂的移動(dòng)平臺的穩(wěn)定性設(shè)計(jì) /768

7.3.6 關(guān)于移動(dòng)機(jī)器人的穩(wěn)定性問題的延深討論 /770

7.4 多移動(dòng)方式機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì) /771

7.4.1 具有多移動(dòng)方式的類人及類人猿型機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真與實(shí)驗(yàn) /771

7.4.2 非連續(xù)介質(zhì)的擺蕩渡越移動(dòng)機(jī)構(gòu)與大阻尼欠驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和移動(dòng)實(shí)驗(yàn) /780

7.4.3 多移動(dòng)方式移動(dòng)機(jī)器人設(shè)計(jì)與研究的總結(jié) /793

7.5 本章小結(jié) /796

參考文獻(xiàn) /797




第8章 工業(yè)機(jī)器人末端操作器及其換接裝置設(shè)計(jì) /804

8.1 工業(yè)機(jī)器人操作臂末端操作器的種類與作業(yè)要求 /804

8.1.1 焊接作業(yè) /804

8.1.2 噴漆作業(yè) /806

8.1.3 搬運(yùn)作業(yè) /806

8.1.4 裝配作業(yè) /807

8.2 工業(yè)機(jī)器人用快速換接器（快換裝置） /809

8.2.1 機(jī)器人快換裝置的功能和技術(shù)指標(biāo) /810

8.2.2 機(jī)器人快換裝置的定位原理 /812

8.2.3 機(jī)器人快換裝置的夾緊原理 /815

8.2.4 現(xiàn)有的機(jī)器人快換裝置 /817

8.3 工業(yè)機(jī)器人操作臂末端操作器設(shè)計(jì) /822

8.3.1 單自由度開合手爪機(jī)構(gòu)原理 /823

8.3.2 多指手爪 /827

8.3.3 柔順操作與裝配作業(yè)的末端操作器 /828

8.4 仿人多指靈巧手的設(shè)計(jì) /838

8.4.1 仿人多指靈巧手的研究現(xiàn)狀及抓持能力 /838

8.4.2 面向靈長類機(jī)器人的1∶1比例多指靈巧手設(shè)計(jì) /842

8.5 本章小結(jié) /848

參考文獻(xiàn) /848




第9章 工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)的仿真設(shè)計(jì)與方法 /850

9.1 工業(yè)機(jī)器人操作臂虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)與仿真的目的與意義 /850

9.1.1 虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真 /850

9.1.2 機(jī)器人虛擬樣機(jī)運(yùn)動(dòng)仿真的目的與實(shí)際意義 /851

9.2 虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)與仿真分析工具軟件概論 /852

9.2.1 現(xiàn)代機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)概論 /852

9.2.2 軟件中虛擬“物理” 環(huán)境與虛擬樣機(jī)機(jī)構(gòu)模型的建立 /860

9.3 虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)與仿真——用于機(jī)器人虛擬樣機(jī)技術(shù)的設(shè)計(jì)與分析型工具軟件及模型導(dǎo)入方法 /866

9.3.1 虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì) /866

9.3.2 虛擬傳感器設(shè)計(jì) /877

9.3.3 虛擬樣機(jī)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制仿真——應(yīng)用現(xiàn)代CAD 系統(tǒng)工具軟件進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制的仿真模型建立 /878

9.4 虛擬樣機(jī)仿真實(shí)例——工業(yè)機(jī)器人操作臂虛擬樣機(jī)運(yùn)動(dòng)樣本數(shù)據(jù)生成與運(yùn)動(dòng)仿真 /880

9.4.1 機(jī)器人操作臂的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真與分析步驟 /880

9.4.2 編寫用于機(jī)器人操作臂機(jī)構(gòu)仿真所需導(dǎo)入數(shù)據(jù)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算程序 /881

9.4.3 運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算程序計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)文件存儲 /883

9.5 虛擬樣機(jī)仿真實(shí)例——用ADAMS 軟件進(jìn)行機(jī)器人操作臂虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真的實(shí)例 /883

9.5.1 機(jī)械系統(tǒng)的建模 /884

9.5.2 機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)仿真 /889

9.5.3 關(guān)于機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)仿真結(jié)果的分析和結(jié)論 /896

9.6 本章小結(jié) /897

參考文獻(xiàn) /898




第10章 面向操作與移動(dòng)作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例 /899

10.1 AGV 臺車 /899

10.1.1 AGV 的種類 /899

10.1.2 AGV 的典型導(dǎo)引方式 /900

10.1.3 AGV 的移動(dòng)方式與裝卸載方式 /901

10.1.4 AGV 自動(dòng)搬運(yùn)系統(tǒng)的組成 /902

10.1.5 AGV 的應(yīng)用 /903

10.2 KUKA youBot /904

10.3 操作人員導(dǎo)引的操作臂柔順控制原理與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) /904

10.3.1 由作業(yè)人員導(dǎo)引操縱的機(jī)器人操作臂Cobot 7A-15 /904

10.3.2 操作人員導(dǎo)引機(jī)器人進(jìn)行零件打磨力/位混合柔順控制的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與問題剖析 /906

10.4 工業(yè)機(jī)器人操作臂圓-長方孔形零件裝配系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其力/位混合控制 /913

10.4.1 關(guān)于應(yīng)用于生產(chǎn)過程中的實(shí)際機(jī)器人裝配系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題的總體認(rèn)識 /913

10.4.2 圓柱形軸孔裝配理論與銷孔類零件裝配系統(tǒng)設(shè)計(jì) /915

10.4.3 方形軸孔類零件的裝配理論研究 /922

10.4.4 復(fù)雜軸孔類零件裝配問題 /923

10.4.5 圓柱形-長方形復(fù)合型軸孔裝配理論與銷孔類零件裝配系統(tǒng)設(shè)計(jì) /925

10.5 工業(yè)機(jī)器人操作臂模塊化組合式設(shè)計(jì)方法與實(shí)例 /945

10.5.1 關(guān)于模塊化組合式設(shè)計(jì) /945

10.5.2 機(jī)器人操作臂的模塊化組合式設(shè)計(jì)的意義與研究現(xiàn)狀 /947

10.5.3 機(jī)器人操作臂的模塊化組合式設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 /950

10.5.4 機(jī)器人操作臂模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)庫的建立 /950

10.5.5 機(jī)器人操作臂模塊的模塊化組合方法 /956

10.5.6 基于模塊庫和最小單元庫的機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)建模方法 /959

10.5.7 組合式優(yōu)化設(shè)計(jì)方法 /962

10.5.8 六自由度機(jī)械臂的組合式優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算與仿真 /965

10.5.9 三自由度機(jī)械臂的組合式優(yōu)化設(shè)計(jì)與寫字實(shí)驗(yàn) /969

10.6 多臺工業(yè)機(jī)器人操作臂系統(tǒng)在汽車沖壓件生產(chǎn)線上的應(yīng)用設(shè)計(jì)與實(shí)例 /973

10.6.1 汽車薄板沖壓成形件的沖壓工藝 /973

10.6.2 汽車沖壓件生產(chǎn)線多工序坯/件運(yùn)送多機(jī)器人操作臂系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)實(shí)例 /974

10.7 本章小結(jié) /977

參考文獻(xiàn) /978




第11章 現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)總論與展望 /980

11.1 現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人特點(diǎn)與分析 /980

11.2 面向操作與移動(dòng)作業(yè)的智能化工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)問題與方法 /983

11.2.1 工業(yè)機(jī)器人操作性能的在線作業(yè)綜合評價(jià)與管理控制機(jī)制問題 /983

11.2.2 力-力矩傳感器設(shè)計(jì)與使用時(shí)面臨的實(shí)際問題 /984

11.2.3 工業(yè)機(jī)器人的“通用化”“智能化” 與機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)集成方案設(shè)計(jì)工具軟件研發(fā)的價(jià)值 /989

11.2.4 靈巧操作手的實(shí)用化設(shè)計(jì)觀點(diǎn)與方法論 /991

11.2.5 約束作業(yè)空間下力/位混合控制作業(yè)的“位置” 精度與“力” 精度的矛盾對立統(tǒng)一問題 /992

11.3 機(jī)器人操作臂新概念與智能機(jī)械 /992

11.3.1 由模塊化單元構(gòu)筑可變機(jī)械系統(tǒng)的新概念新思想 /992

11.3.2 “智能機(jī)械” 系統(tǒng)的自裝配、自重構(gòu)、自修復(fù)概念 /994

11.3.3 自重構(gòu)可變機(jī)械的單元 /997

11.3.4 集成化的自重構(gòu)模塊M-TRAN 及自重構(gòu)機(jī)器人可變形態(tài) /999

11.3.5 關(guān)于自裝配、自重構(gòu)、自修復(fù)可變機(jī)械系統(tǒng)問題及本節(jié)小結(jié) /1003

11.4 自裝配、自重構(gòu)和自修復(fù)概念將引發(fā)未來工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)展望 /1004

11.5 本章小結(jié) /1005

參考文獻(xiàn) /1006




附錄 /1007




索引 /1022

吳偉國，哈爾濱工業(yè)大學(xué)，教授/博士生導(dǎo)師、機(jī)械設(shè)計(jì)系科研主任，1.教學(xué)及管理工作：1991.04-1993.10：哈工大機(jī)械設(shè)計(jì)教研室助教；1993.11-1997.12：哈工大機(jī)械系講師；1998.01-2003.07：哈工大機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)系副教授，2002年起為碩士生導(dǎo)師；2003.08-現(xiàn)在：哈工大機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)系教授，2005年4月起為博士生導(dǎo)師；2008.01-2009.06:哈工大機(jī)械設(shè)計(jì)系副主任，主管學(xué)科建設(shè)工作；2009.01-現(xiàn)在：哈工大機(jī)械設(shè)計(jì)系副主任，主管研究生教學(xué)工作。獲哈工大校級研究生教學(xué)成果二等獎(jiǎng)一項(xiàng)(第獲獎(jiǎng)?wù)?。
主講本科生《機(jī)械設(shè)計(jì)》《機(jī)械系統(tǒng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》、碩士生《仿生機(jī)器人及其智能運(yùn)動(dòng)控制》、《機(jī)器人控制實(shí)際應(yīng)用》、博士生《仿生原理與仿生機(jī)械》等課程13門。
2.科研工作：1989年至今先后從事機(jī)械設(shè)計(jì)智能CAD、機(jī)械設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué)、仿生仿人機(jī)器人及其智能運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)械傳動(dòng)等方面研究工作。主持完成國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“具有多種移動(dòng)方式類人猿機(jī)器人研究”、“十一五”國家“863”計(jì)劃目標(biāo)導(dǎo)向類項(xiàng)目“有表情智能的仿人全身機(jī)器人系統(tǒng)集成化設(shè)計(jì)與基礎(chǔ)技術(shù)驗(yàn)證”、國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主課題、教育部博士后歸國留學(xué)科研啟動(dòng)基金項(xiàng)目、哈工大跨學(xué)科交叉基金項(xiàng)目各一項(xiàng)；作為主要參加者及子課題負(fù)責(zé)人完成國家“863”計(jì)劃項(xiàng)目“組合式多節(jié)齒輪柔性臂機(jī)構(gòu)研究”、重點(diǎn)項(xiàng)目“輕型機(jī)器人樣機(jī)設(shè)計(jì)與研發(fā)”、開放實(shí)驗(yàn)室課題6項(xiàng)。作為“十二五”國家“863”重點(diǎn)項(xiàng)目“xxxxx機(jī)器人共性關(guān)鍵技術(shù)與示范應(yīng)用”子課題負(fù)責(zé)人在研項(xiàng)目一項(xiàng)；主持在研黑龍江省學(xué)位與研究生教育改革項(xiàng)目一項(xiàng)；主持完成哈工大研究生培養(yǎng)模式改革教學(xué)研究項(xiàng)目兩項(xiàng)。曾獲部級科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)(第二獲獎(jiǎng)?wù)?各一項(xiàng)；國家“863”計(jì)劃“智能機(jī)器人機(jī)構(gòu)網(wǎng)點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室”成果獎(jiǎng)、一等獎(jiǎng)各一項(xiàng)(第獲獎(jiǎng)?wù)?。
3.《哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》編委，多本學(xué)術(shù)期刊審稿人，等。《哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》首屆、第2、第3屆審稿專家。
詳細(xì)情況參見個(gè)人主頁：http://homepage.hit.edu.cn/pages/wuweiguo/