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第1章 机器人概述1

1．1 机器人的概念和分类1

1．1．1 机器人的概念1

1．1．2 机器人的分类3

1．2 机器人发展史3

1．2．1 古代机器人3

1．2．2 现代机器人4

1．2．3 中国机器人的发展5

1．3 机器人的基本结构7

1．4 机器人与人11

1．5 机器人的研究内容13

第2章 机器人博览15

2．1 工业机器人15

2．1．1 概述15

2．1．2 工业机器人在工业生产中的应用15

2．1．3 工业机器人的发展趋势22

2．2 特种机器人23

2．2．1 护士助手23

2．2．2 口腔修复机器人24

2．2．3 进入血管的机器人24

2．2．4 高楼擦窗和壁面清洗机器人26

2．2．5 清洗巨人27

2．2．6 汽车加油机器人28

2．2．7 康复机器人28

2．2．8 微创外科手术机器人29

2．3 军用机器人30

2．3．1 机器警察30

2．3．2 机器工兵31

2．3．3 机器保安33

2．3．4 水下机器人34

2．3．5 未来奇兵35

2．3．6 太空机器人36

第3章 机器人机械结构40

3．1 机器人末端执行器40

3．1．1 夹钳式取料手41

3．1．2 吸附式取料手44

3．1．3 专用末端操作器及换接器47

3．1．4 仿生多指灵巧手48

3．2 机器人手腕50

3．2．1 概述50

3．2．2 手腕的分类50

3．3 机器人手臂53

3．3．1 手臂直线运动机构53

3．3．2 手臂回转运动机构54

3．3．3 手臂俯仰运动机构55

3．3．4 手臂复合运动机构55

3．3．5 新型的蛇形机械手臂56

3．4 机器人机座57

3．4．1 固定式机器人57

3．4．2 行走式机器人57

3．5 机器人的传动61

3．5．1 移动关节导轨及转动关节轴承62

3．5．2 传动件的定位及消隙64

3．5．3 谐波传动67

3．5．4 丝杠螺母副及滚珠丝杠传动68

3．5．5 其他传动68

第4章 机器人控制技术70

4．1 机器人控制基础70

4．1．1 机器人控制系统的特点70

4．1．2 机器人的控制方式70

4．1．3 机器人控制系统结构和工作原理72

4．1．4 机器人单关节位置伺服控制74

4．1．5 机器人的力控制80

4．1．6 机器人智能控制83

4．2 机器人传感器87

4．2．1 机器人传感器概述87

4．2．2 内部传感器88

4．2．3 外部传感器94

4．2．4 多传感器融合105

4．3 机器人编程107

4．3．1 机器人编程系统及方式107

4．3．2 对机器人的编程要求109

4．3．3 机器人编程语言的类型110

4．3．4 动作级语言113

4．3．5 对象级语言119

第5章 特种机器人应用122

5．1 特种机器人应用的意义122

5．2 特种机器人系统123

5．2．1 特种机器人的共性技术123

5．2．2 基于行为的特种机器人体系结构124

5．2．3 特种机器人重点研究的科学问题125

5．3 特种机器人应用实例125

5．3．1 水下机器人125

5．3．2 地面移动机器人133

5．3．3 空中机器人（无人机）142

5．3．4 空间机器人148

第6章 生物生产机器人154

6．1 生物生产机器人概述154

6．1．1 生物生产机器人的独特性155

6．1．2 生物生产机器人的作业对象155

6．2 生物生产机器人的基本组成158

6．3 生物生产机器人的应用实例160

6．3．1 番茄收获机器人160

6．3．2 黄瓜收获机器人168

6．3．3 草莓收获和拣选机器人173

6．3．4 多功能机器人179

6．3．5 植物保护机器人182

6．3．6 肉品加工机器人187

第7章 仿生机械学189

7．1 仿生机械学定义189

7．2 仿生机械简史189

7．3 仿生机械学的研究领域190

7．4 仿生设计191

7．4．1 生物形态与工程结构191

7．4．2 生物形态与运动192

7．5 仿生机械与机器人技术、康复工程193

7．5．1 仿生机械与机器人技术193

7．5．2 仿生机器人的研究194

7．5．3 康复工程与假肢技术197

7．6 仿生机械实例203

7．6．1 仿生机器蟹203

7．6．2 水母机器人204

7．6．3 仿生机器鱼205

7．6．4 机器龙虾207

7．6．5 仿生企鹅207

7．6．6 机器苍蝇208

7．6．7 机器雨燕209

7．6．8 仿生蚱蜢跳跃机器人209

7．6．9 仿生机器人壁虎210

7．6．10 仿生快速穿越沙地机器人210

7．6．11 仿生机器蛇211

7．6．12 水面行走机器人212

第8章 机器人大赛213

8．1 梦想从机器人开始213

8．2 智能足球机器人系统概述214

8．2．1 智能足球机器人系统214

8．2．2 智能足球机器人系统的产生215

8．2．3 智能足球机器人在中国的发展216

8．3 智能足球机器人系统的组成及其应用218

8．3．1 智能足球机器人系统的组成218

8．3．2 智能足球机器人系统的应用219

8．4 智能小型足球机器人的本体结构220

8．4．1 机械子系统220

8．4．2 控制子系统224

8．4．3 板载软件225

8．5 智能小型足球机器人系统的通信系统与电源子系统226

8．5．1 无线通信系统的组成226

8．5．2 电源子系统228

8．6 智能中型足球机器人的硬件结构231

8．6．1 硬件结构组成231

8．6．2 机械结构232

8．6．3 微处理单元238

8．7 智能中型足球机器人系统的软件结构240

8．7．1 视觉子系统240

8．7．2 通信子系统243

8．7．3 决策子系统245

8．7．4 控制子系统247

第9章 前沿机器人248

9．1 仿人机器人248

9．1．1 仿人机器人的发展历史和研究现状248

9．1．2 立体视觉系统252

9．1．3 五指灵巧手257

9．1．4 二足步行机构260

9．1．5 人机交互技术263

9．1．6 仿人机器人的发展方向266

9．2 微型机器人与微操作268

9．2．1 微型机器人的概念及其发展现状268

9．2．2 微型机器人270

9．2．3 微操作机器人276

参考文献279