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| 內容簡介： |
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本书较为全面、系统地介绍了工业机器人相关知识，并在Visual Studio开发环境下配置Qt Designer和OCC，进行完整的工业机器人轨迹规划软件的开发。全书共10章，分别是：绪论，工业机器人的机械系统，工业机器人的动力系统，工业机器人的感知系统，工业机器人的控制系统，工业机器人运动学建模，工业机器人动力学分析，工业机器人轨迹规划，软件的设计、实现与评估，基于Unity 3D的工业机器人虚拟仿真实训。本书内容丰富、系统完整、论述严谨，第1～9章均配有一定数量的习题供读者复习巩固。本书可作为机械工程、机械设计制造及其自动化、自动化、智能制造工程等专业本/专科学生的教材，也可供智能制造领域的相关技术人员参考。
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| 關於作者： |
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杨文安 男 出生于1981年，博士，副教授，机械工程专业，硕士生导师，研究领域：数字化制造与智能制造方面研究等。
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| 目錄：
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目录
第1章 绪论1
1.1 工业机器人的定义1
1.2 工业机器人的发展2
1.2.1 工业机器人在世界各国的发展2
1.2.2 世界著名工业机器人生产企业5
1.3 工业机器人的基本组成7
1.4 工业机器人的技术指标9
1.5 工业机器人的分类及应用11
1.5.1 工业机器人的分类11
1.5.2 工业机器人的应用13
本章小结18
习题18
第2章 工业机器人的机械系统19
2.1 工业机器人的手部19
2.1.1 手部的特点19
2.1.2 手部的分类20
2.2 工业机器人的腕部24
2.2.1 工业机器人腕部的运动24
2.2.2 工业机器人腕部的分类26
2.2.3 工业机器人腕部的典型结构27
2.3 工业机器人的臂部30
2.4 工业机器人的机身36
2.5 工业机器人的基座40
2.6 工业机器人的行走机构41
2.7 工业机器人的底座45
2.7.1 工业机器人底座的结构和放置形式46
2.7.2 工业机器人底座的材料和技术要求47
本章小结48
习题48
第3章 工业机器人的动力系统49
3.1 动力系统的分类49
3.2 交流伺服系统54
3.2.1 伺服驱动器55
3.2.2 交流永磁同步伺服系统的工作及控制原理57
3.3 电液伺服系统62
3.3.1 电液伺服驱动系统62
3.3.2 电液比例控制阀64
3.3.3 电液比例换向阀65
3.3.4 摆动式液压缸66
3.3.5 齿条传动液压缸67
3.3.6 液压伺服马达67
3.4 气动驱动系统68
3.4.1 气动驱动回路69
3.4.2 气源系统的组成69
3.4.3 气动驱动器71
本章小结73
习题73
第4章 工业机器人的感知系统74
4.1 引言74
4.2 工业机器人传感器概述74
4.2.1 工业机器人传感器的分类74
4.2.2 多传感器信息融合技术的发展75
4.3 工业机器人的内部传感器75
4.3.1 位置传感器76
4.3.2 姿态传感器81
4.4 工业机器人的外部传感器82
4.4.1 触觉传感器82
4.4.2 距离传感器88
4.5 工业机器人视觉技术90
4.5.1 机器视觉系统90
4.5.2 CCD91
4.5.3 机器视觉几何93
4.5.4 视觉信号处理96
本章小结96
习题97
第5章 工业机器人的控制系统98
5.1 工业机器人控制系统的特点、要求及功能98
5.1.1 工业机器人控制系统的特点98
5.1.2 工业机器人控制系统的要求98
5.1.3 工业机器人控制系统的功能99
5.2 工业机器人的控制方式101
5.2.1 点位控制方式101
5.2.2 连续轨迹控制方式102
5.2.3 力（力矩）控制方式102
5.2.4 智能控制方式102
5.3 电动机的控制103
5.3.1 电动机控制介绍103
5.3.2 电动机速度的控制105
5.3.3 电动机和机械的动态特性分析110
5.3.4 正确控制动态特性112
5.4 机械系统的控制115
5.4.1 机器人位置的确定115
5.4.2 设计方法115
5.4.3 电动机116
5.4.4 驱动器117
5.4.5 检测位置用的脉冲编码器和检测速度用的测速发电机117
5.4.6 直流电动机的传递函数表示法117
5.4.7 位置控制和速度控制119
5.4.8 通过实验识别传递函数121
5.4.9 通过比例积分微分（PID）补偿改善系统特征121
5.4.10 通过积分比例微分补偿改善系统特性123
5.4.11 电流控制123
5.4.12 不产生速度模式的位置控制125
5.5 控制系统的构成125
本章小结127
习题127
第6章 工业机器人运动学建模128
6.1 引言128
6.2 建模的数学基础128
6.2.1 刚体的空间位姿表示128
6.2.2 刚体在空间的齐次坐标变换136
6.2.3 其他所需的前置知识139
6.3 旋量理论下的机器人运动学141
6.3.1 旋量理论的建模基础141
6.3.2 正运动学求解146
6.3.3 逆运动学求解149
6.3.4 封闭解的验证157
6.3.5 解的选择问题158
6.4 D-H参数法下的机器人运动学160
6.4.1 D-H参数法的建模基础160
6.4.2 正运动学求解164
6.4.3 逆运动学求解171
6.5 算法比较182
6.6 雅可比迭代法185
本章小结190
习题191
第7章 工业机器人动力学分析192
7.1 引言192
7.2 速度和加速度分析193
7.2.1 导数的变换公式193
7.2.2 刚体的速度和加速度196
7.3 机器人的雅可比矩阵202
7.3.1 矢量积法202
7.3.2 微分变换法207
7.3.3 雅可比矩阵的其他用法216
7.3.4 雅可比矩阵的奇异性问题217
7.4 机器人的静力学分析218
7.4.1 力雅可比矩阵218
7.4.2 连杆静力学分析220
7.4.3 机器人静力学的两类问题224
7.5 刚体的质量分布224
7.5.1 惯性张量的导出224
7.5.2 惯性张量的性质226
7.5.3 伪惯量矩阵232
7.6 拉格朗日动力学概述234
7.6.1 拉格朗日动力学公式推导234
7.6.2 拉格朗日动力学求解机器人动力学238
7.7 牛顿欧拉法求解动力学方程246
7.7.1 动力学方法比较246
7.7.2 牛顿欧拉法246
本章小结255
习题255
第8章 工业机器人轨迹规划256
8.1 引言256
8.2 关节空间轨迹规划257
8.3 位置规划266
8.3.1 直线位置规划266
8.3.2 曲线位置规划269
8.4 姿态规划275
8.4.1 欧拉角线性插值算法276
8.4.2 四元数概述276
8.4.3 四元数的其他性质277
8.4.4 四元数表示旋转278
8.4.5 四元数姿态插值方法282
8.5 轨迹的实时生成284
8.5.1 关节空间路径的生成285
8.5.2 笛卡儿空间路径的生成285
本章小结286
习题286
第9章 软件的设计、实现与评估287
9.1 引言287
9.2 软件的设计287
9.2.1 开发平台选取287
9.2.2 软件的总体布局288
9.3 软件的实现288
9.3.1 运动学模块288
9.3.2 动力学模块290
9.3.3 轨迹规划模块290
9.3.4 串口通信模块291
9.4 软件的评估295
9.4.1 评价指标的定义295
9.4.2 逼真度295
9.4.3 可扩展性295
9.4.4 开发简易性296
9.4.5 成本296
本章小结296
习题296
第10章 基于Unity3D的工业机器人虚拟仿真实训297
10.1 引言297
10.2 智能车间制造服务系平台的搭建297
10.3 6轴工业机器人结构认知297
10.4 6轴工业机器人的虚拟仿真拆卸实训299
10.5 6轴工业机器人仿真装配实训303
10.5.1 J1轴、J2轴模块化装配303
10.5.2 J3轴、J4轴模块化装配304
10.5.3 J5轴、J6轴模块化装配305
10.6 6轴工业机器人综合应用实训305
10.6.1 机器人手动操作的3种动作模式305
10.6.2 机器人典型任务之码垛307
参考文献309
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