機器人概論

《器概論》若干器例，特種機器人、生物生產機器人、足球機器人、仿生機器人等，並結合大學生的特點，介紹了機器人大賽的有關知識，比較全面地反映了國內外機器人研究和應用的最新進展。

《器概論》容穎、邏輯強，既普及，深，圖茂，讀強。讀（尤）初步掌握器技術，闊視野，拓寬思，激研究器興趣。

《器概論》適合院校機械電子工程、自動化專業的本科生作教材使用，也可供從事機電行業的工程技術人員使用或參考。

《機器人概論》：普及學習機器人知識，激發研究機器人興趣。

前言

第1章 機器人概述

1.1 機器人的概念和分類

1.1.1 機器人的概念

1.1.2 機器人的分類

1.2 機器人發展史

1.2.1 古代機器人一

1.2.2 現代機器人二

1.2.3 中國機器人的發展

1.3 機器人的基本結構

1.4 機器人與人

1.5 機器人的研究內容

第2章 機器人博覽

2.1 工業機器人

2.1.1 概述

2.1.2 工業機器人在工業生產中的應用

2.1.3 工業機器人的發展趨勢

2.2 特種機器人

2.2.1 護士助手

2.2.2 口腔修復機器人

2.2.3 進入血管的機器人

2.2.4 高樓擦窗和壁面清洗機器人

2.2.5 清洗巨人

2.2.6 汽車加油機器人

2.2.7 康復機器人

2.2.8 微創外科手術機器人

2.3 軍用機器人

2.3.1 機器警察

2.3.2 機器工兵

2.3.3 機器保安

2.3.4 水下機器人

2.3.5 未來奇兵

2.3.6 太空機器人

第3章 機器人機械結構

3.1 機器人末端執行器

3.1.1 夾鉗式取料手

3.1.2 吸附式取料手

3.1.3 專用末端操作器及換接器

3.1.4 仿生多指靈巧手

3.2 機器人手腕

3.2.1 概述

3.2.2 手腕的分類

3.3 機器人手臂

3.3.1 手臂直線運動機構

3.3.2 手臂迴轉運動機構

3.3.3 手臂俯仰運動機構

3.3.4 手臂複合運動機構

3.3.5 新型的蛇形機械手臂

3.4 機器人機座

3.4.1 固定式機器人

3.4.2 行走式機器人

3.5 機器人的傳動

3.5.1 移動關節導軌及轉動關節軸承

3.5.2 傳動件的定位及消隙

3.5.3 諧波傳動

3.5.4 絲杠螺母副及滾珠絲杠傳動

3.5.5 其他傳動

第4章 機器人控制技術

4.1 機器人控制基礎

4.1.1 機器人控制系統的特點

4.1.2 機器人的控制方式

4.1.3 機器人控制系統結構和工作原理。

4.1.4 機器人單關節位置伺服控制

4.1.5 機器人的力控制

4.1.6 機器人智能控制

4.2 機器人感測器

4.2.1 機器人感測器概述

4.2.2 內部感測器

4.2.3 外部感測器

4.2.4 多感測器融合

4.3 機器人編程

4.3.1 機器人編程系統及方式

4.3.2 對機器人的編程要求

4.3.3 機器人編程語言的類型

4.3.4 動作級語言

4.3.5 對象級語言

第5章 特種機器人應用

5.1 特種機器人應用的意義

5.2 特種機器人系統

5.2.1 特種機器人的共性技術

5.2.2 基於行為的特種機器人體系結構

5.2.3 特種機器人重點研究的科學問題

5.3 特種機器人應用實例

5.3.1 水下機器人

5.3.2 地面移動機器人

5.3.3 空中機器人（無人機）

5.3.4 空間機器人

第6章 生物生產機器人

6.1 生物生產機器人概述

6.1.1 生物生產機器人的獨特性

6.1.2 生物生產機器人的作業對象

6.2 生物生產機器人的基本組成

6.3 生物生產機器人的應用實例

6.3.1 番茄收穫機器人

6.3.2 黃瓜收穫機器人

6.3.3 草莓收穫和揀選機器人

6.3.4 多功能機器人

6.3.5 植物保護機器人

6.3.6 肉品加工機器人

第7章 仿生機械學

7.1 仿生機械學定義

7.2 仿生機械簡史

7.3 仿生機械學的研究領域

7.4 仿生設計

7.4.1 生物形態與工程結構

7.4.2 生物形態與運動

7.5 仿生機械與機器人技術、康復工程

7.5.1 仿生機械與機器人技術

7.5.2 仿生機器人的研究

7.5.3 康復工程與假肢技術

7.6 仿生機械實例

7.6.1 仿生機器蟹

7.6.2 水母機器人

7.6.3 仿生機器魚

7.6.4 機器龍蝦

7.6.5 仿生企鵝

7.6.6 機器蒼蠅

7.6.7 機器雨燕

7.6.8 仿生蚱蜢跳躍機器人

7.6.9 仿生機器人壁虎

7.6.10 仿生快速穿越沙地機器人

7.6.11 仿生機器蛇

7.6.12 水面行走機器人

第8章 機器人大賽

8.1 夢想從機器人開始

8.2 智能足球機器人系統概述

8.2.1 智能足球機器人系統

8.2.2 智能足球機器人系統的產生

8.2.3 智能足球機器人在中國的發展

8.3 智能足球機器人系統的組成及其應用

8.3.1 智能足球機器人系統的組成

8.3.2 智能足球機器人系統的應用

8.4 智能小型足球機器人的本體結構

8.4.1 機械子系統

8.4.2 控制子系統

8.4.3 板載軟體

8.5 智能小型足球機器人系統的通信系統與電源子系統

8.5.1 無線通信系統的組成

8.5.2 電源子系統

8.6 智能中型足球機器人的硬體結構

8.6.1 硬體結構組成

8.6.2 機械結構

8.6.3 微處理單元

8.7 智能中型足球機器人系統的軟體結構

8.7.1 視覺子系統

8.7.2 通信子系統

8.7.3 決策子系統

8.7.4 控制子系統

第9章 前沿機器人

9.1 仿人機器人

9.1.1 仿人機器人的發展歷史和研究現狀

9.1.2 立體視覺系統

9.1.3 五指靈巧手

9.1.4 二足步行機構

9.1.5 人機交互技術

9.1.6 仿人機器人的發展方向

9.2 微型機器人與微操作

9.2.1 微型機器人的概念及其發展現狀

9.2.2 微型機器人

9.2.3 微操作機器人

參考文獻

2.1 工業機器人

2.1.1 概述

工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器人。它是自動執行工作的機器裝置，是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。它可以接受人類指揮，也可以按照預先編排的程序運行。現代的工業機器人還可以根據人工智慧技術制定的原則綱領行動。

1954年，美國戴沃爾最早提出了工業機器人的概念，並申請了專利。該專利的要點是藉助伺服技術控制機器人的關節，利用人手對機器人進行動作示教，機器人能實現動作的記錄和再現，這就是所謂的示教再現機器人。1959年，第一台工業機器人在美國誕生，開創了機器人發展的新紀元，之後日本使工業機器人得到迅速的發展。目前，日本已成為世界上工業機器人產量和擁有量最多的國家。

20世紀80年代，隨著生產技術的高度自動化和集成化，工業機器人得以進一步發展，並在這個時代起著十分重要的作用。

第一代機器人一般指工業上大量使用的可編程機器人及遙控操作機。可編程機器人可根據操作人員所編程序完成一些簡單重複陛作業，遙控操作機的每一步動作都要靠操作人員發出。1982年，美國通用汽車公司在裝配線上為機器人裝備了視覺系統，從而宣告了第二代機器人——感知機器人的問世。這代機器人帶有外部感測器，可進行離線編程，能在感測系統的支持下，具有不同程度感知環境並自行修正程序的功能。第三代機器人為自治機器人，正在各國研製和發展，它不但具有感知功能，還具有一定決策和規劃能力，能根據人的命令或按照所處環境自行做出決策規劃動作，即按任務編程。

我國機器人研究工作起步較晚，從“七五”開始國家投入資金，對工業機器及其零部件進行攻關，完成了示教再現式工業機器人成套技術的開發和研製。1986年，國家高技術研究發展計劃開始實施，智能機器人主題跟蹤世界機器人技術的前沿，已經取得了一大批科研成果，並成功地研製出了一批特種機器人。

從20世紀90年代初期起，我國的國民經濟進入了實現兩個根本轉變時期，掀起了新一輪的經濟體制改革和技術進步熱潮。我國的工業機器人又在實踐中邁進一大步，先後研製出了點焊、弧焊、裝配、噴漆、切割、搬運、包裝碼垛等各種用途的工業機器人，並實施了一批機器人應用工程，形成了一批機器人產業化基地，為我國機器人產業的騰飛奠定了基礎。

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