工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)及控制

第1 章概述/ 1
1.1工業(yè)機(jī)器人簡介/ 1
1.1.1制造類機(jī)器人/ 1
1.1.2行走機(jī)器人/ 2
1.1.3移動(dòng)型機(jī)器人/ 2
1.1.4自制機(jī)器人/ 4
1.1.5人工智能機(jī)器人/ 4
1.1.6其他/ 5
1.2工業(yè)機(jī)器人與機(jī)械智能/ 8
1.2.1機(jī)器人中的機(jī)械智能/ 8
1.2.2機(jī)械智能中的關(guān)鍵問題/ 11
1.3本書的主要內(nèi)容與特點(diǎn)/ 15
1.3.1主要內(nèi)容/ 15
1.3.2主要特點(diǎn)/ 17
參考文獻(xiàn)/ 18

第2 章機(jī)器人設(shè)計(jì)要求與基本參數(shù)/ 22
2.1機(jī)器人設(shè)計(jì)要求/ 22
2.1.1機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃/ 22
2.1.2機(jī)器人定位/ 44
2.1.3機(jī)器人導(dǎo)航/ 48
2.1.4機(jī)器人受力與驅(qū)動(dòng)/ 51
2.2工業(yè)機(jī)器人基本參數(shù)/ 57
2.2.1機(jī)器人負(fù)載/ 57
2.2.2最大運(yùn)動(dòng)范圍/ 58
2.2.3自由度/ 59
2.2.4精度/ 59
2.2.5速度/ 61
2.2.6機(jī)器人重量/ 61
2.2.7制動(dòng)和慣性力矩/ 61
2.2.8防護(hù)等級/ 62
2.2.9機(jī)器人材料/ 62
參考文獻(xiàn)/ 62

第3 章工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)與配置/ 66
3.1機(jī)器人系統(tǒng)組成/ 66
3.1.1被控部件/ 66
3.1.2驅(qū)動(dòng)及檢測/ 69
3.1.3控制平臺/ 70
3.1.4主要模塊/ 72
3.2機(jī)器人配置方案及成套裝置/ 78
3.2.1機(jī)器人配置方案/ 78
3.2.2機(jī)器人操作機(jī)驅(qū)動(dòng)及配置/ 86
3.2.3機(jī)器人操作機(jī)成套裝置/ 95
3.3機(jī)器人系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與配置實(shí)例/ 100
3.3.1機(jī)器人系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)/ 101
3.3.2關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)方式/ 101
3.3.3機(jī)械臂功能置換措施/ 102
3.3.4機(jī)器人關(guān)節(jié)與配置/ 102
參考文獻(xiàn)/ 109

第4 章工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)及特性分析/ 112
4.1機(jī)器人結(jié)構(gòu)類型/ 112
4.1.1直角坐標(biāo)機(jī)器人結(jié)構(gòu)/ 112
4.1.2圓柱坐標(biāo)機(jī)器人結(jié)構(gòu)/ 113
4.1.3球坐標(biāo)機(jī)器人結(jié)構(gòu)/ 113
4.1.4關(guān)節(jié)型機(jī)器人結(jié)構(gòu)/ 114
4.1.5其他結(jié)構(gòu)/ 115
4.2機(jī)器人模型影響因素/ 116
4.2.1機(jī)器人形態(tài)與模塊結(jié)構(gòu)/ 116
4.2.2機(jī)器人全局與局部關(guān)系/ 117
4.2.3機(jī)器人建模工具/ 118
4.3機(jī)器人特性分析/ 118
4.3.1機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)/ 118
4.3.2機(jī)器人動(dòng)力學(xué)/ 151
4.4實(shí)例/ 165
4.4.1拉格朗日-歐拉法在兩自由度機(jī)械臂的應(yīng)用/ 165
4.4.2拉格朗日法在搬運(yùn)機(jī)器人的應(yīng)用/ 168
4.4.3拉格朗日-歐拉法在雙臂機(jī)器人的應(yīng)用/ 172
4.4.4拉格朗日法在柔性機(jī)械臂的應(yīng)用/ 175
4.4.5牛頓-歐拉法在兩自由度機(jī)械臂的應(yīng)用/ 177
參考文獻(xiàn)/ 182

第5 章工業(yè)機(jī)器人優(yōu)化設(shè)計(jì)/ 185
5.1機(jī)構(gòu)與架構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)/ 185
5.1.1機(jī)構(gòu)優(yōu)化/ 185
5.1.2架構(gòu)優(yōu)化/ 203
5.2機(jī)器人桿件的優(yōu)化設(shè)計(jì)/ 203
5.2.1桿件靜態(tài)性能/ 204
5.2.2機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)性能/ 213
5.2.3桿件力學(xué)性能/ 227
5.2.4機(jī)械臂性能測試/ 233
5.3機(jī)器人本體的優(yōu)化設(shè)計(jì)/ 235
5.3.1機(jī)器人本體方案/ 235
5.3.2機(jī)器人關(guān)節(jié)對性能的影響/ 244
5.3.3本體結(jié)構(gòu)及優(yōu)化/ 251
參考文獻(xiàn)/ 254

第6 章工業(yè)機(jī)器人控制/ 257
6.1機(jī)器人關(guān)節(jié)空間控制/ 257
6.1.1關(guān)節(jié)控制原理/ 257
6.1.2關(guān)節(jié)控制傳遞函數(shù)/ 260
6.1.3關(guān)節(jié)控制方法/ 263
6.1.4關(guān)節(jié)控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)/ 269
6.2機(jī)器人位置控制/ 270
6.2.1笛卡兒位置控制/ 271
6.2.2控制程序框圖/ 272
6.3機(jī)器人力控制/ 274
6.3.1機(jī)器人力控制方法/ 274
6.3.2力控制關(guān)鍵問題/ 275
6.3.3主要部件控制/ 279
6.3.4關(guān)節(jié)控制軟件系統(tǒng)/ 291
6.4實(shí)例/ 293
6.4.1雙臂機(jī)器人控制/ 293
6.4.2多關(guān)節(jié)機(jī)器人模糊控制/ 296
6.4.3多關(guān)節(jié)機(jī)器人滑模控制/ 299
參考文獻(xiàn)/ 301

結(jié)束語/ 304