工业机器人控制技术

1该书是“新工科”系列教材的其中一本，是教育部高等学校机械类专业教学指导委员会推荐教材，配套教学视频和电子课件2。本套“普通高等院校‘新工科’创新教育精品课程系列教材”，是全国各高校探索“新工科”建设的新成果，反映了国内“新工科”教育改革的前沿动向。我社成立了以李培根院士、段宝岩院士、杨华勇院士、赵继教授、顾佩华教授为顾问，奚立峰教授、刘宏教授、吴波教授、陈雪峰教授为主任的“‘新工科’视域下的课程与教材建设小组”。课件索取方式：邮箱:[email protected];微信公众号：华中机械。 

工业机器人是一种机电液控一体化设备，是多学科交叉研究的典型代表。本书对工业机器人本体和系统应用中涉及的控制技术进行了详细介绍，系统地阐述了工业机器人控制系统的组成、工作原理和软件实现等内容，详细介绍了控制对象建模、任务规划、运动规划、控制方法和控制系统实现方式，重点内容配有MATLAB程序和电子课件。本书以控制技术为核心，不拘泥于特定机器人结构，章节安排符合技术自身的内在逻辑关系，内容新颖，深入浅出，语言通俗易懂。在编写形式上，注重知识的内在联系和锻炼读者的独立思考能力。本书可以作为大、专院校电类和机电一体化等专业的教材，也适合工程技术人员使用。

第1章工业机器人概述(1)

1.1工业机器人定义(1)

1.2典型工业机器人类型(4)

1.3工业机器人控制系统概述(7)

1.4工业机器人控制系统的功能和组成(7)

1.5工业机器人控制系统分类和结构(9)

1.6典型工业机器人控制系统(11)

1.7工业机器人控制系统发展趋势(13)

小结(14)

习题(15)

第2章工业机器人运动学及动力学建模(16)

2.1位姿描述与坐标系(16)

2.2坐标变换与齐次坐标变换(18)

2.3角度表示方法(20)

2.4机器人连杆DH参数及其坐标变换(22)

2.5机器人运动学方程实例(25)

2.6机器人逆运动学(30)

2.7速度雅可比矩阵与速度分析(39)

2.8力雅可比矩阵与静力计算(42)

2.9工业机器人动力学分析(44)

小结(51)

习题(51)

第3章机械臂的轨迹规划(53)

3.1概述(53)

3.2关节空间轨迹规划(54)

3.3关节空间法(58)

3.4笛卡儿坐标空间轨迹规划(64)

3.5轨迹的实时生成(68)

3.6动力学约束下的运动规划(69)

小结(74)

习题(75)

第4章工业机器人本体运动控制(76)

4.1概述(76)

4.2工业机器人关节模型和关节控制(76)

4.3基于关节坐标的工业机器人控制(78)

4.4基于笛卡儿坐标的机器人控制(85)

4.5工业机器人位置控制的一般结构(88)

4.6机器人的分解运动速度控制(92)

4.7机器人的分解运动加速度控制(94)

4.8计算力矩控制(97)

小结(99)

习题(99)

第5章工业机器人的力控制(101)

5.1力控制的基本概念(101)

5.2力传感器(101)

5.3任务空间内的动力学和控制(106)

5.4力和位置混合控制(115)

5.5基于关节传感器的力控制系统(119)

小结(122)

习题(122)

第6章工业机器人示教与编程(123)

6.1工业机器人示教系统的原理、分类及特点(123)

6.2工业机器人示教器的功能(124)

6.3工业机器人编程语言的结构和基本功能(125)

6.4常用的工业机器人编程语言(126)

6.5工业机器人的示教编程与离线编程(128)

小结(137)

习题(137)

第7章工业机器人系统控制技术(138)

7.1工业机器人自动化系统概述(138)

7.2工业机器人配套传感器(140)

7.3工业机器人传送带跟踪技术(150)

7.4工业机器人视觉伺服控制(153)

小结(161)

习题(162)

第8章工业机器人控制热点(163)

8.1多机器人协作控制(163)

8.2人机协作机器人控制(166)

8.3移动工业机械臂自主抓取控制(169)

8.4ROSIndustrial控制接口(171)

8.5云机器人控制系统(175)

小结(177)

习题(178)

参考文献(179)

附录中英文对照表(182)