工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ)

前言

國防科技工業(yè)是國家戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，是國防現(xiàn)代化的重要工業(yè)和技術(shù)基礎(chǔ)，也是國民經(jīng)濟發(fā)展和科學技術(shù)現(xiàn)代化的重要推動力量。半個多世紀以來，在黨中央、國務(wù)院的正確領(lǐng)導(dǎo)和親切關(guān)懷下，國防科技工業(yè)廣大干部職工在知識的傳承、科技的攀登與時代的洗禮中，取得了舉世矚目的輝煌成就。研制、生產(chǎn)了大量武器裝備，滿足了我軍由單一陸軍，發(fā)展成為包括空軍、海軍、第二炮兵和其他技術(shù)兵種在內(nèi)的合成軍隊的需要，特別是在尖端技術(shù)方面，成功地掌握了原子彈、氫彈、洲際導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星和核潛艇技術(shù)，使我軍擁有了一批克敵制勝的高技術(shù)武器裝備，使我國成為世界上少數(shù)幾個獨立掌握核技術(shù)和外層空間技術(shù)的國家之一。國防科技工業(yè)沿著獨立自主、自力更生的發(fā)展道路，建立了專業(yè)門類基本齊全，科研、試驗、生產(chǎn)手段基本配套的國防科技工業(yè)體系，奠定了進行國防現(xiàn)代化建設(shè)最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)；掌握了大量新技術(shù)、新工藝，研制了許多新設(shè)備、新材料，以“兩彈一星”、“神舟”號載人航天為代表的國防尖端技術(shù)，大大提高了國家的科技水平和競爭力，使中國在世界高科技領(lǐng)域占有了一席之地。黨的十一屆三中全會以來，伴隨著改革開放的偉大實踐，國防科技工業(yè)適時地實行戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移，大量軍工技術(shù)轉(zhuǎn)向民用，為發(fā)展國民經(jīng)濟做出了重要貢獻。國防科技工業(yè)是知識密集型產(chǎn)業(yè)，國防科技工業(yè)發(fā)展中的一切問題歸根到底都是人才問題。50多年來，國防科技工業(yè)培養(yǎng)和造就了一支以“兩彈一星”元勛為代表的優(yōu)秀的科技人才隊伍，他們具有強烈的愛國主義思想和艱苦奮斗、無私奉獻的精神，勇挑重擔，敢于攻關(guān)，為攀登國防科技高峰進行了創(chuàng)造性勞動，成為推動我國科技進步的重要力量。

內(nèi)容概要

本教材是編者結(jié)合所從事的教學與研究工作，借鑒國內(nèi)外同行最新研究成果，為滿足新時期本科與研究生教學改革與發(fā)展的具體要求而編寫的?！　∪珪舶苏?，包括概論、坐標系及其變換、機器人運動學、機器人運動學、機器人控制、機器人路徑規(guī)劃、機器人系統(tǒng)及典型應(yīng)用以及機器人未來發(fā)展。在內(nèi)容安排上做到循序漸進、由淺入深，既讓讀者全面掌握機器人學的基本知識，又讓讀者對現(xiàn)代機器人學的發(fā)展前景有一個了解?！　”窘滩目勺鳛橛嬎銠C應(yīng)用、自動控制、機械制造及其自動化、工業(yè)工程及其相關(guān)專業(yè)的教材，也可供在機器人技術(shù)領(lǐng)域工作的科研和工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1章　概論　1.1　機器人及其發(fā)展　1.2　機器人定義與基本組成　1.3　機器人技術(shù)參數(shù)　1.4　機器人的分類　1.5　本章小結(jié)　習題第2章　坐標系及其變換　2.1　機器人坐標系　2.2　機器人位姿表述　2.3　坐標變換　2.4　本章小結(jié)　習題第3章　機器人運動學　3.1　概述　3.2　機器人運動方程　3.3　機器人運動學方程求解　3.4　雅可比矩陣　3.5　本章小結(jié)　習題第4章　機器人運力學　4.1　牛頓－歐拉方程　4.2　拉格朗日方程　4.3　本章小結(jié)　習題第5章　機器人控制　5.1　概述　5.2　機器人位置控制　5.3　機器人的力控制　5.4　機器人變結(jié)構(gòu)控制　5.5　機器人自適應(yīng)控制　5.6　本章小結(jié)　習題第6章　機器人路徑規(guī)劃第7章　機器人系統(tǒng)及典型應(yīng)用第8章　機器人未來發(fā)展參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：1.1.1 機器人的由來早在我國西周時期（公元前1066-公元前771年），就流傳有關(guān)巧匠偃師獻給周穆王一個歌舞機器人的故事。我國東漢時期（25-220年），張衡發(fā)明的指南車是世界上最早的機器人雛形。第一次工業(yè)革命以來，隨著各種自動機器、動力機械的問世，制造機器人開始由夢想轉(zhuǎn)入現(xiàn)實，許多機械式控制的機器人，主要是各種精巧的機器人玩具和工藝品應(yīng)運而生。1768-1774年間，瑞士鐘表匠德羅斯父子，設(shè)計制造了三個像真人一樣大小的寫字偶人、繪圖偶人和彈風琴偶人。它們是由凸輪控制和彈簧驅(qū)動的自動機器，至今還作為國寶保存在瑞士納切特爾市藝術(shù)和歷史博物館內(nèi)。1893年，加拿大人摩爾設(shè)計制造了以蒸汽為動力的能行走的機器偶人“安德羅丁”。這些事例標志著人類對于制造機器人從夢想到現(xiàn)實這一漫長道路上前進了一大步。1920年，捷克劇作家卡雷爾·查培克（Karel Capek）在他的幻想情節(jié)劇《羅薩姆的萬能機器人》中，第一次提出了“機器人”這個名詞。在劇中，他把機器人描述成與人相似但能不知疲倦地工作的機器，最終機器人背叛它們的創(chuàng)造者而消滅了人類。1950年，美國著名科幻小說作家阿西莫夫在他的小說《我是機器人》中，提出了有名的“機器人三守則”：（1）機器人必須不危害人類，也不允許眼看人類將受害而袖手旁觀；（2）機器人必須絕對服從于人類，除非這種服從有害于人類；（3）機器人必須保護自身不受傷害，除非為了保護人類或者是人類命令它做出犧牲。這三條守則現(xiàn)在仍被機器人研究人員、研制廠家和用戶共同遵守?，F(xiàn)代機器人的研究始于第二次世界大戰(zhàn)之后處理放射性物質(zhì)的遙控機械手。當時的遙控機械手包括主操作手和從操作手，從操作手通過一系列連桿與主操作手相連，使用者通過操作主操作手而使從操作手完成同樣的動作。

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