機(jī)器人及安全技術(shù)

第一章 機(jī)器人的發(fā)展史 1
1.1 機(jī)器人名稱的由來 1
1.2 機(jī)器人的發(fā)展歷史 2
1.2.1 古代“機(jī)器人” 2
1.2.2 現(xiàn)代機(jī)器人的發(fā)展歷史 3
1.3 機(jī)器人的定義和分類 4
1.3.1 機(jī)器人的定義 4
1.3.2 機(jī)器人的分類 5
1.4 機(jī)器人的結(jié)構(gòu) 10
1.4.1 機(jī)器人的基本組成 10
1.4.2 機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù) 10
1.4.3 機(jī)器人的工作原理 13
1.5 機(jī)器人的應(yīng)用 13
1.5.1 民用機(jī)器人 13
1.5.2 軍用機(jī)器人 14
1.6 機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀 15
1.6.1 美國機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀 15
1.6.2 日本機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀 15
1.6.3 中國機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀 16
1.7 未來機(jī)器人的發(fā)展方向 17
第二章 機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu) 18
2.1 機(jī)器人工作原理 18
2.2 機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)概況 18
2.3 兩種常見移動(dòng)機(jī)構(gòu) 19
2.3.1 輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu) 19
2.3.2 足式移動(dòng)機(jī)構(gòu) 21
2.4 操作裝置結(jié)構(gòu)組成 23
2.4.1 手部機(jī)構(gòu) 24
2.4.2 手腕結(jié)構(gòu) 34
2.4.3 臂部結(jié)構(gòu) 35
2.4.4 機(jī)身結(jié)構(gòu) 38
2.4.5 機(jī)身和臂部的配置形式 38
第三章 機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 41
3.1 機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)方式 41
3.1.1 關(guān)節(jié)間接驅(qū)動(dòng)方式 42
3.1.2 關(guān)節(jié)直接驅(qū)動(dòng)方式 42
3.2 機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 43
3.2.1 液壓驅(qū)動(dòng) 43
3.2.2 氣壓驅(qū)動(dòng) 44
3.2.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng) 45
3.3 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方式 45
3.3.1 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 46
3.3.2 直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 46
3.3.3 制動(dòng)器 46
3.4 電機(jī) 47
3.4.1 步進(jìn)電機(jī) 47
3.4.2 直流電機(jī) 50
3.4.3 無刷直(交)流伺服電機(jī) 56
3.5 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選擇 60
3.5.1 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 60
3.5.2 驅(qū)動(dòng)器的選擇 62
3.5.3 伺服電機(jī)的選擇和傳動(dòng)比的確定 62
3.5.4 驅(qū)動(dòng)器的安裝 64
3.6 其他驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 65
3.6.1 超聲波電機(jī) 65
3.6.2 磁致伸縮驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 66
3.6.3 形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 66
第四章 機(jī)器人控制技術(shù) 67
4.1 機(jī)器人控制基礎(chǔ) 67
4.1.1 機(jī)器人控制系統(tǒng)的特點(diǎn) 67
4.1.2 機(jī)器人的控制方式 68
4.1.3 機(jī)器人的主要控制變量 69
4.2 機(jī)器人控制形式 70
4.2.1 位置控制 70
4.2.2 順應(yīng)控制 71
4.3 位置和力的混合控制 72
4.3.1 環(huán)境約束定義 72
4.3.2 C曲面 73
4.3.3 R-C控制器 74
第五章 機(jī)器人視覺技術(shù) 75
5.1 圖像處理問題 75
5.1.1 圖像處理簡介 75
5.1.2 圖像處理主要內(nèi)容 76
5.1.3 圖像濾波 77
5.1.4 視覺圖像修正 79
5.1.5 視覺圖像分割 81
5.2 機(jī)器視覺理論基礎(chǔ) 83
5.2.1 圖像理解與機(jī)器視覺 83
5.2.2 攝像機(jī)模型 84
5.3 機(jī)器視覺與視覺跟蹤 85
5.3.1 機(jī)器視覺簡介 85
5.3.2 視覺跟蹤與主動(dòng)視覺 86
5.4 圖像形態(tài)學(xué)處理 87
5.4.1 圖像直方圖規(guī)范化預(yù)處理 87
5.4.2 圖像的多分辨率表示 88
第六章 專家系統(tǒng)的應(yīng)用及機(jī)器人安全性 89
6.1 專家系統(tǒng) 89
6.1.1 專家系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu) 89
6.1.2 專家系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 90
6.2 機(jī)器人與專家系統(tǒng)在機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用 90
6.2.1 機(jī)器人感知 90
6.2.2 機(jī)器人規(guī)劃 91
6.2.3 機(jī)器人控制 92
6.2.4 機(jī)器人與專家系統(tǒng)的結(jié)合 94
6.3 機(jī)器人中的安全問題 94
6.3.1 通信安全 94
6.3.2 機(jī)器人系統(tǒng)安全 96
6.4 機(jī)器人應(yīng)用及設(shè)計(jì)中的安全問題 100
6.4.1 機(jī)器人失控的安全防范 100
6.4.2 機(jī)器人安全I(xiàn)/O接口設(shè)計(jì) 102
6.4.3 士兵-機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全 103
6.5 結(jié)束語 107
參考文獻(xiàn) 108