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| 內容簡介： |
本书主要研究、分析机器人中的关键技术问题，帮助读者了解机器人的基本知识，以及机器人的发展历史、现状和未来的发展方向，掌握机器人研究的一般方法，为以后机电结合的设计和使用技术打下基础。本书系统地介绍了机器人的基础理论和关键技术，主要内容包括机器人发展历史、机器人的机械结构、传感器在机器人上的应用、机器人的驱动系统、机器人控制系统以及机器人在应用及设计过程中所涉及的部分安全问题等。
本书可作为科研及工程技术人员的参考书，也可以作为控制科学与工程、计算机科学与技术等相关学科研究生或高年级本科生的教材。
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| 目錄：
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第一章
机器人的发展史 1
1.1 机器人名称的由来 1
1.2 机器人的发展历史 2
1.2.1 古代机器人
2
1.2.2 现代机器人的发展历史 3
1.3 机器人的定义和分类 4
1.3.1 机器人的定义 4
1.3.2 机器人的分类 5
1.4 机器人的结构 10
1.4.1 机器人的基本组成 10
1.4.2 机器人的主要技术参数 10
1.4.3 机器人的工作原理 13
1.5 机器人的应用 13
1.5.1 民用机器人 13
1.5.2 军用机器人 14
1.6 机器人发展现状 15
1.6.1 美国机器人发展现状 15
1.6.2 日本机器人发展现状 15
1.6.3 中国机器人发展现状 16
1.7 未来机器人的发展方向 17
第二章 机器人执行机构 18
2.1 机器人工作原理 18
2.2 机器人执行机构概况 18
2.3 两种常见移动机构 19
2.3.1 轮式移动机构 19
2.3.2 足式移动机构 21
2.4 操作装置结构组成 23
2.4.1 手部机构 24
2.4.2 手腕结构 34
2.4.3 臂部结构 35
2.4.4 机身结构 38
2.4.5 机身和臂部的配置形式 38
第三章 机器人驱动系统 41
3.1 机器人关节驱动方式 41
3.1.1 关节间接驱动方式 42
3.1.2 关节直接驱动方式 42
3.2 机器人驱动系统 43
3.2.1 液压驱动 43
3.2.2 气压驱动 44
3.2.3 电机驱动 45
3.3 驱动系统的运动方式 45
3.3.1 旋转驱动机构 46
3.3.2 直线驱动机构 46
3.3.3 制动器 46
3.4 电机 47
3.4.1 步进电机 47
3.4.2 直流电机 50
3.4.3 无刷直交流伺服电机 56
3.5 驱动系统的选择 60
3.5.1 驱动系统 60
3.5.2 驱动器的选择 62
3.5.3 伺服电机的选择和传动比的确定 62
3.5.4 驱动器的安装 64
3.6 其他驱动系统 65
3.6.1 超声波电机 65
3.6.2 磁致伸缩驱动系统 66
3.6.3 形状记忆合金驱动系统 66
第四章 机器人控制技术 67
4.1 机器人控制基础 67
4.1.1 机器人控制系统的特点 67
4.1.2 机器人的控制方式 68
4.1.3 机器人的主要控制变量 69
4.2 机器人控制形式 70
4.2.1 位置控制 70
4.2.2 顺应控制 71
4.3 位置和力的混合控制 72
4.3.1 环境约束定义 72
4.3.2 C曲面 73
4.3.3 R-C控制器 74
第五章 机器人视觉技术 75
5.1 图像处理问题 75
5.1.1 图像处理简介 75
5.1.2 图像处理主要内容 76
5.1.3 图像滤波 77
5.1.4 视觉图像修正 79
5.1.5 视觉图像分割 81
5.2 机器视觉理论基础 83
5.2.1 图像理解与机器视觉 83
5.2.2 摄像机模型 84
5.3 机器视觉与视觉跟踪 85
5.3.1 机器视觉简介 85
5.3.2 视觉跟踪与主动视觉 86
5.4 图像形态学处理 87
5.4.1 图像直方图规范化预处理 87
5.4.2 图像的多分辨率表示 88
第六章 专家系统的应用及机器人安全性 89
6.1 专家系统 89
6.1.1 专家系统的一般结构 89
6.1.2 专家系统的实现 90
6.2 机器人与专家系统在机器人领域的应用 90
6.2.1 机器人感知 90
6.2.2 机器人规划 91
6.2.3 机器人控制 92
6.2.4 机器人与专家系统的结合 94
6.3 机器人中的安全问题 94
6.3.1 通信安全 94
6.3.2 机器人系统安全 96
6.4 机器人应用及设计中的安全问题 100
6.4.1 机器人失控的安全防范 100
6.4.2 机器人安全IO接口设计
102
6.4.3 士兵-机器人网络系统的安全
103
6.5 结束语 107
参考文献 108
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| 內容試閱：
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随着科技的发展，机器人已经走进我们的生活，其不仅广泛应用于工业生产和制造业领域，而且在航天、海洋探测、危险或恶劣环境乃至军事领域中都获得了大量应用。机器人学涉及机械工程学、电子学、控制科学、计算机科学等众多学科，是一门重要的综合性前沿学科。
本书从知识结构上分为机器人基础和机器人安全技术两大体系。书中通过对相关技术的详细描述，使读者掌握机器人设计的关键性技术，如外形结构设计技术、驱动技术、控制技术、视觉技术等，同时使读者了解机器人所涉及的相关安全技术基础，并了解机器人技术的应用、发展；培养读者的创造性思维以及积极分析、思考问题的能力，为日后从事机器人研究工作打下扎实的理论基础和良好的技术技能。
本书在内容编排方面，注重理论与工程实际的结合、基础知识与现代技术的结合、系统设计与应用的结合。本书系统地介绍了机器人的基本组成和工作原理。全书共分六章，分别介绍了机器人的发展史、机器人的结构及机器人应用等，机器人执行机构，机器人驱动系统，机器人控制技术，机器人视觉技术和专家系统的应用及机器人安全性等内容。本书旨在为工科专业本科生或有实际经验的工程师提供必备的知识, 以使他们能够熟悉机器人, 懂得机器人, 并能设计机器人，能将机器人集成到一个具体的应用场合。
本书的编写参考了国内外学者的论著和资料，谨在此对其作者表示衷心的谢意，并对支持本书编写和出版的所有从业者表示衷心的感谢！本书的第一章～第五章由赵婧负责编写，第六章的第1～3节由魏彬编写，第六章的第4～5节由魏悦川编写。由于机器人技术一直处于不断发展之中，再加上时间仓促，编者水平有限，难以全面、完整地对当前的前沿研究和热点问题一一进行探讨，书中难免存在不足之处，敬请广大读者给予批评指正。
编者
2016年6月
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