機器人概論

機械工業出版社本書主要介紹機器人的基本概念、主要技術及其應用，
幫助讀者了解當前機器人技術的*新成果和這一領域的未來發展方向。
本書主要特色之一是通過介紹多種典型機器人，幫助讀者對這一領域有更加實際和深入的了解。
通過學習本書，讀者可以掌握機器人的起源，機器人的主要基礎理論與方法，
包括機器人的感知、機構設計、控制、智能等。
另外，根據機器人的應用特點，將機器人分成三類，全面介紹機器人的工程應用，
包括工業機器人（搬運機器人、焊接機器人、裝配機器人等）、
服務機器人［移動機器人（無人車、掃地機器人）、空中機器人（無人機）、
醫用機器人等］和特種機器人（空間機器人、水下機器人、軍用機器人等）。
通過上述內容，幫助學生全面了解機器人領域的內容，打下良好的工程基礎。
本書可作為普通高等院校電類本科生和研究生相關專業基礎課的課程教材，
也可供其他大專院校及從事機器人研製、開發及應用的技術人員學習參考。

序
前言
第1章機器人的由來1
1.1機器人的概念1
1.1.1機器人的定義1
1.1.2機器人的分類2
1.2機器人的發展歷程3
1.2.1機器人的起源3
1.2.2機器人的發展過程4
1.3機器人的發展現狀5
1.3.1機器人的主要技術5
1.3.2機器人的主要應用6

第2章機器人感知10
2.1機器人的運動感知10
2.1.1機器人運動定位10
2.1.2機器人運動導航14
2.2機器人視覺16
2.2.1主要的機器人視覺傳感器16
2.2.2主要的機器視覺處理算法20
2.3機器人語音23
2.3.1主要的機器人語言傳感器24
2.3.2主要的機器人語音處理算法26

第3章機器人數學建模31
3.1機器人運動學31
3.1.1位置和姿態描述31
3.1.2坐標系間的變換32
3.1.3機械臂運動學37
3.2機器人動力學41
3.2.1速度傳遞與雅可比矩陣42
3.2.2剛體的加速度49
3.2.3質量分佈49
3.2.4牛頓歐拉動力學方程51
3.2.5拉格朗日動力學方程53
3.2.6示例54

第4章機器人控制58
4.1機器人控制系統概述58
4.2運動控制59
4.2.1具有速度輸入的多關節機器人運動控制59
4.2.2具有扭矩或力輸入的單關節運動控制60
4.2. 3多關節機器人的轉矩輸入控制68
4.2.4任務空間控制70
4.3力控制71
4.4運動力混合控制73
4.4.1自然約束和人為約束73
4.4.2混合控制器74
4.5阻抗控制75
4.5.1阻抗控制算法76
4.5.2導納控制算法77
4.6其他主題77
第5章機器人智能79
5.1機器理解80
5.1.1知識表達80
5.1.2知識理解83
5.2機器推理86
5.2.1謂詞及謂詞公式87
5.2.2自然演繹法88
5.2.3歸結反演推理系統88
5.2.4基於規則的演繹推理90
5.2.5不確定性推理93
5.3機器學習93
5.4人機交互96
5.4.1交互方式97
5.4. 2交互過程99

第6章工業機器人102
6.1搬運機器人102
6.1.1搬運機器人的基本介紹102
6.1.2搬運機器人的主要應用103
6.2焊接機器人103
6.2.1焊接機器人的基本介紹104
6.2.2焊接機器人的主要應用106
6.3裝配機器人112
6.3.1裝配機器人的基本介紹112
6.3.2裝配機器人的主要應用113
6.4激光加工機器人115
6.4.1激光加工機器人的基本介紹115
6.4.2激光加工機器人的主要應用117
6.5工業機器人在典型領域中的應用118
6.5.1造船工業118
6.5.2航空工業120
6.5.3特種工業124

第7章服務機器人128
7.1移動機器人128
7.1.1移動機器人的發展歷程128
7.1.2移動機器人的基本組成130
7.1.3移動機器人的主要應用132
7.2空中機器人(無人機)139
7.2.1無人機的發展歷程140
7.2.2無人機的分類142
7.2.3無人機的應用148
7.3醫用機器人158
7.3.1醫用機器人的特點158
7.3.2醫用機器人的分類159
7.3.3醫用外科機器人160
7.3.4康復機器人164
7.3.5醫學教育機器人165
7.3.6醫用機器人的應用165

第8章特種機器人179
8.1空間機器人179
8.1.1空間機器人的定義和發展歷程179
8.1.2空間機器人的特點和分類183
8.1.3空間機器人的應用186
8.2水下機器人193
8.2.1水下機器人的概念和分類193
8.2.2水下機器人的研究現狀194
8.2.3水下機器人的發展趨勢202
8.2.4水下機器人的應用204
8.3軍用機器人206
8.3.1地面武裝機器人207
8.3.2水下軍用機器人213
8.3.3空中軍用機器人215
8.3.4空間軍用機器人218
參考文獻221
收起