智能機器人導論

第1章　緒論    1
1.1 概述    2
1.2 智能機器人的定義    4
1.3 機器人的發展歷程    5
1.3.1 機器人的發展歷史及現狀    5
1.3.2 中國機器人的發展歷程    9
1.4 智能機器人的組成及分類    12
1.4.1 智能機器人系統組成    12
1.4.2 機器人的分類    14
1.5 本章小結    18
參考文獻    19

第2章　機器人機構設計    20
2.1 機器人機構設計概述    21
2.2 機器人機構的基本知識    21
2.2.1 機構的基本組成    21
2.2.2 運動鏈、機構與機器人    23
2.2.3 機器人機構的分類    24
2.3 串聯機器人機構    26
2.3.1 機構組成及特點    26
2.3.2 串聯機構運動學分析    29
2.4 並聯/混聯機構    34
2.4.1 並聯機構    34
2.4.2 混聯機構    37
2.5 新型機構    38
2.5.1 柔性機構    38
2.5.2 軟體機構    47
2.5.3 微操作機器人    54
2.6 本章小結    58
參考文獻    59

第3章　機器人感知系統    60
3.1 機器人的感知系統概述    61
3.1.1 感知系統的概念    61
3.1.2 感知系統的組成    61
3.1.3 感知系統的交互作用    62
3.2 傳感器及其功能    62
3.2.1 傳感器定義與組成    63
3.2.2 傳感器基本特性與指標    63
3.2.3 機器人傳感器簡介    72
3.2.4 新型智能傳感器    90
3.3 感知信息的處理技術    93
3.3.1 視覺信息感知技術    93
3.3.2 聽覺信息感知技術    101
3.3.3 多傳感器信息融合技術    105
3.4 本章小結    112
參考文獻    113

第4章　智能機器人控制技術    114
4.1 智能機器人控制系統概述    115
4.1.1 智能機器人控制系統特點    115
4.1.2 控制理論的發展歷程    116
4.2 機器人傳統控制技術    119
4.2.1 位置控制    120
4.2.2 力控制    125
4.3 機器人智能控制技術    132
4.3.1 智能控制概述    132
4.3.2 模糊控制    138
4.3.3 神經網絡控制    145
4.3.4 專家控制    154
4.4 本章小結    160
參考文獻    161

第5章　機器人運動規劃    162
5.1 機器人運動規劃概述    163
5.2 機械臂運動規劃    163
5.2.1 笛卡兒空間運動規劃    163
5.2.2 關節空間運動規劃    167
5.2.3 典型任務下的運動規劃    175
5.3 移動機器人運動規劃    186
5.3.1 靜態環境下的規劃    187
5.3.2 動態環境下的規劃    193
5.4 本章小結    194
參考文獻    195

第6章　工業機器人    196
6.1 工業機器人概述    197
6.2 工業機器人的組成    198
6.2.1 機器人本體    198
6.2.2 常用的附件    199
6.3 機器人驅動系統    201
6.3.1 典型驅動方式    201
6.3.2 新型驅動方式    205
6.4 關鍵零部件    207
6.4.1 諧波減速器    207
6.4.2 RV減速器    214
6.4.3 控制器    221
6.4.4 示教器    223
6.5 工業機器人技術標準    224
6.6 工業機器人的典型應用    227
6.6.1 焊接機器人    227
6.6.2 碼垛機器人    233
6.6.3 裝配機器人    235
6.7 本章小結    239
參考文獻    240

第7章　智能服務機器人    241
7.1 智能服務機器人概述    242
7.2 護理機器人    243
7.2.1 護理機器人概述    243
7.2.2 護理機器人關鍵技術    243
7.2.3 護理機器人的分類及應用    244
7.2.4 護理機器人未來發展趨勢    270
7.3 手術機器人    270
7.3.1 手術機器人概述    270
7.3.2 手術機器人關鍵技術    271
7.3.3 手術機器人的分類及應用    271
7.3.4 手術機器人未來發展趨勢    290
7.4 康覆機器人    292
7.4.1 康覆機器人概述    292
7.4.2 康覆機器人關鍵技術    293
7.4.3 康覆機器人的分類及應用    293
7.4.4 康覆機器人未來發展趨勢    304
7.5 本章小結    305
參考文獻    305

第8章　智能特種機器人    308
8.1 智能特種機器人概述    309
8.2 共性關鍵技術    309
8.3 空間機器人    310
8.3.1 空間機械臂    311
8.3.2 星球探測機器人    316
8.4 搜救機器人    320
8.4.1 搜救機器人分類    320
8.4.2 空中搜索機器人    320
8.4.3 地面搜救機器人    322
8.4.4 搜救機器人發展趨勢    325
8.5 巡檢機器人    326
8.5.1 巡檢機器人概述    326
8.5.2 巡檢機器人分類    326
8.5.3 典型巡檢機器人    327
8.5.4 巡檢機器人發展趨勢    332
8.6 仿生機器人    332
8.6.1 仿生機器人分類    333
8.6.2 陸地仿生機器人    333
8.6.3 水下仿生機器人    342
8.6.4 空中仿生機器人    346
8.6.5 跨介質仿生機器人    349
8.6.6 仿生機器人發展趨勢    350
8.7 其他特種機器人    351
8.7.1 折紙機器人    351
8.7.2 微納機器人    356
8.8 本章小結    359
參考文獻    360

第9章　群體機器人    362
9.1 群體機器人概述    362
9.2 群體機器人關鍵技術    363
9.3 典型群體機器人系統    363
9.3.1 同構群體機器人系統    364
9.3.2 異構群體機器人系統    366
9.4 群體機器人展望    369
9.5 本章小結    370
參考文獻    371

第10章　智能機器人發展趨勢    372
10.1 智能機器人發展概述    372
10.2 智能機器人關鍵技術    373
10.3 智能機器人產業發展    376
10.3.1 重點產品    376
10.3.2 關鍵零部件    377
10.4 智能機器人倫理    378
10.4.1 社會服務方面    378
10.4.2 人機安全方面    379
10.4.3 倫理道德方面    380
10.5 本章小結    380
參考文獻    380