本書重點(diǎn)闡述了智能制造時(shí)代的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用研究,主要內(nèi)容有工業(yè)機(jī)器人綜述、工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)、工業(yè)機(jī)器人機(jī)械部分、工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人傳感技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人的路徑規(guī)劃與智能規(guī)劃技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展及典型應(yīng)用等。
機(jī)器人技術(shù)是涉及機(jī)械電子、感知測量、控制、通信和計(jì)算機(jī)等學(xué)科的綜合性高新技術(shù),是光機(jī)電軟一體化研發(fā)制造的典型代表。隨著人人2pan style="font-family:宋體">世紀(jì),機(jī)器人取代人工已經(jīng)成為可能。它不僅可以在一定程度上提高社會(huì)勞動(dòng)生產(chǎn)率,而且還能方便人們的日常生活。目前,全有大量的機(jī)器人被應(yīng)用在人們的工作與生活中,在可預(yù)見的將來,機(jī)器人技術(shù)一定能夠發(fā)展成為一個(gè)有前景的產(chǎn)業(yè)。
工業(yè)機(jī)器人是機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的典型代表,其研發(fā)、制造和應(yīng)用是衡量一個(gè)國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)的重要標(biāo)志,是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級(jí)和結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要支撐。同時(shí),工業(yè)機(jī)器人是現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動(dòng)化裝備,是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化和信息化的重要載體。自1954年由美國研制出上第一臺(tái)可編程的機(jī)器人以來,各工業(yè)發(fā)達(dá)國家都相繼研制和應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人。在發(fā)達(dá)國家中,工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線成套設(shè)備已成為自動(dòng)化裝備的主流及未來的發(fā)展方向。國外汽車行業(yè)、電子電器行業(yè)、工程機(jī)械等行業(yè)已經(jīng)大量使用工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線,以保證產(chǎn)品質(zhì)量,提率,同時(shí)避免了大量的工傷事故。
就我國而言,隨著我國勞動(dòng)力成本上漲,人口紅利逐漸消失,生產(chǎn)方式向柔性、智能、精細(xì)轉(zhuǎn)變,構(gòu)建新型智能制造體系迫在眉睫,對(duì)工業(yè)機(jī)器人的需求呈現(xiàn)大幅增長。大力發(fā)展工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè),對(duì)于打造我國制造業(yè)新優(yōu)勢,推動(dòng)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),加快制造強(qiáng)國建設(shè),改善生活具有深遠(yuǎn)意義。
全書共8章,闡述了智能制造時(shí)代的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用研究,主要內(nèi)容有工業(yè)機(jī)器人綜述、工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)、工業(yè)機(jī)器人機(jī)械部分、工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人傳感技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人的路徑規(guī)劃與智能規(guī)劃技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展及典型應(yīng)用等。本書結(jié)構(gòu)安排科學(xué)合理,內(nèi)容上由淺入深,循序,突出了理論與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合,以應(yīng)用為目的,以講清概念、強(qiáng)化應(yīng)用為,爭取給更多的讀者與機(jī)器人愛好者提供幫助。
本書是作者結(jié)合自己豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),吸收并借鑒了國內(nèi)外期刊論文的研究成果及相關(guān)書籍編著而成的。本書在撰寫過程中以作者在工業(yè)機(jī)器人方面的研究工作為基礎(chǔ),參考并引用了國內(nèi)外專家學(xué)者的研究成果和論述,在此向相關(guān)內(nèi)容的原作者表示誠摯的敬意和謝意。由于作者有限,加之時(shí)間倉促,錯(cuò)誤和遺漏在所難免,懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
作 者
2020年2月
第1章工業(yè)機(jī)器人綜述
11機(jī)器人的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
12發(fā)展工業(yè)機(jī)器人的意義
13工業(yè)機(jī)器人的定義及特點(diǎn)
14工業(yè)機(jī)器人的基本組成及技術(shù)參數(shù)
15工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展
16生產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的代表性企業(yè)
第2章工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)
21工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)
22工業(yè)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)
23工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃
第3章工業(yè)機(jī)器人機(jī)械部分
31工業(yè)機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)
32工業(yè)機(jī)器人的機(jī)身和臂部
33工業(yè)機(jī)器人的腕部
34工業(yè)機(jī)器人的末端縱器
35工業(yè)機(jī)器人的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
36工業(yè)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)實(shí)例
第4章工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)技術(shù)
41液壓和氣壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
42新型驅(qū)動(dòng)器
43工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)例
第5章工業(yè)機(jī)器人傳感技術(shù)
51工業(yè)機(jī)器人的感知技術(shù)概述
52工業(yè)機(jī)器人的常用傳感器
53工業(yè)機(jī)器人視覺技術(shù)
第6章工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)
6·1工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)概述
62工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)控制
63工業(yè)機(jī)器人經(jīng)典力控制
64機(jī)器人的其他控制技術(shù)
第7章 工業(yè)機(jī)器人的路徑規(guī)劃與智能規(guī)劃技術(shù)
71機(jī)器人的路徑規(guī)劃
72智能規(guī)劃
第8章工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展及典型應(yīng)用
81機(jī)器人控制發(fā)展趨勢
82智能工業(yè)機(jī)器人
83工業(yè)機(jī)器人典型應(yīng)用
參考文獻(xiàn)
第pan style="font-family: 宋體">章 工業(yè)機(jī)器人綜述
pan style="font-family:宋體">.1 機(jī)器人的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
pan style="font-family:宋體">.1-pan style="font-family:宋體">機(jī)器人的研究現(xiàn)狀
機(jī)器人最開始得到廣泛應(yīng)用是在汽車與電子制造產(chǎn)業(yè)方面,這使得汽車生產(chǎn)效率得到迅速提升。不僅如此,機(jī)器人還在其他工業(yè)領(lǐng)域迅速普而在全球范圍內(nèi)推廣開來。德國工業(yè)機(jī)器人的數(shù)量僅次于日本和美國,位列第三位。機(jī)器人在德國制造業(yè)的應(yīng)用較為成熟,其產(chǎn)業(yè)化模式也有所改變,由之前的分工合作,轉(zhuǎn)向基于動(dòng)態(tài)配置的生產(chǎn)方式,使具備一定智能化的機(jī)器人個(gè)體通過數(shù)據(jù)交互實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同。
在傳感器、人工智能等技術(shù)高速發(fā)展的情況下,機(jī)器人也逐漸融合了多種信息技術(shù)。由此產(chǎn)生了“自律化”“數(shù)據(jù)終端化”“網(wǎng)絡(luò)化”的機(jī)器人技術(shù),被廣泛用于獲取數(shù)據(jù)、獲得應(yīng)用而推動(dòng)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型創(chuàng)新的發(fā)展。機(jī)器人的這一發(fā)展,使得其不僅了制造、服務(wù)領(lǐng)域的發(fā)展,同時(shí),還有力推動(dòng)了信息傳達(dá)、娛樂和日常通信等領(lǐng)域的變革。