第2版前言
機器人是“制造業皇冠頂端的明珠”,其研發、制造和應用是衡量一個國家科技創新和高端制造業水平的重要標志。“機器人革命”有望成為“第三次工業革命”的一個切入點和重要增長點,將影響全球制造業的格局。因此,機器人技術和機器人學得到了各國政府和學者的廣泛關注。
機器人是多學科交叉和集成的光機電一體化產品,它涉及機械學、電子學、計算機科學、傳感技術、人工智能等多個學科。自從第一臺機器人問世以來的50多年間,機器人技術已經取得了飛速的發展。各類機器人已經廣泛應用于國民經濟的各個領域。在現代工業生產中,機器人已經成為人類不可或缺的好幫手;在航空航天、深海探測、核電站救災等危險環境中,機器人更是能勝任人類難以完成的工作。
隨著機器人在生產和生活中的不斷普及,作為機械工程專業和自動化專業的學生,很有必要學習機器人學方面的知識。在我們從事機器人教學的過程中,深深感到需要有一本適合當前使用的教材。鑒于此,我們修訂了這本《機器人技術及其應用》教材。在內容的編排方面,我們充分考慮到初學者的困難,努力做到理論與實際有機結合,同時也充分考慮當今機器人領域的研究和發展情況,力求反映國內外機器人開發研究領域的最新進展。
全書共分10章,涉及機器人的發展概況、機械結構、運動學、動力學、控制技術、傳感技術、視覺技術、智能化和機器人示教等多方面的原理及研究成果。第1章概要介紹了機器人的研究和應用現狀;第2章主要講述了機器人的機械結構原理和設計;第3章至第9章分別講述了機器人運動學的初步知識、機器人動力學的初步知識、機器人控制的基礎知識、機器人傳感技術的原理和應用、機器人視覺技術的原理和應用、機器人的智能化與智能控制、機器人的示教方法及機器人語言的分類;第10章介紹了機器人在不同領域的應用實例。
本書是在《機器人技術及其應用》第1版的基礎上經過全面改編和補充而成的,特別適合機械工程、自動化專業本科生、大專生的教學之用。作為研究生的教材時,教師可補充一些反映最新研究進展的學術論文和專題研究資料。本書也適合作為從事機器人研發和應用的科技人員的參考書。
全書由張憲民教授任主編并統稿,由謝存禧、黃沿江任副主編。王國利教授任主審。張鐵、李琳、翟敬梅、楊麗新參與各章的編寫。同時,本書第1版的主編謝存禧老師對本書的編寫提出了寶貴的意見。鄭養龍、崔超宇等對本書的排版和圖片編輯付出了辛勤的勞動。
在編寫過程中,我們參考了大量有關機器人方面的論著和資料,限于篇幅,不能在文中一一列舉,在此一并對其作者致以衷心的感謝。
本書雖然已對第1版做了較大修改,但由于作者水平有限和編寫時間倉促,書中內容難免存在不足,懇請廣大讀者給予批評指正。最后我們對支持本書編寫和出版的所有人員表示衷心的感謝。
編者第1版前言本教材是高等學校機械電子工程規劃教材之一。
機器人是現代一種典型的光機電一體化產品,機器人學也是當今世界極為活躍的研究領域之一,它涉及計算機科學、機械學、電子學、自動控制、人工智能等多個學科。
機器人從出現到現在的短短幾十年中,已經廣泛應用于國民經濟的各個領域,在現代工業生產中,機器人已成為人類不可或缺的好幫手;在航空航天、海底探險中,機器人更是能完成人類難以完成的工作。隨著計算機、人工智能和光機電一體化技術的迅速發展,機器人已經不僅僅局限于在工業領域的應用,它還將發展成具有人類智能的智能型機器人,具有一定的感覺思維能力和自主決策能力。
作為機械工程專業和自動化專業的學生,有必要學習一點機器人學方面的知識。在我們從事機器人教學的過程中,深深感到需要有一本適合使用的教材。 鑒于此,我們編寫了這本《機器人技術及其應用》教材。在內容的編排方面,我們充分考慮到初學者的困難,努力做到理論和實際有機結合,同時也充分考慮到當今機器人領域的研究和發展情況,力求反映當今國內外機器人開發研究領域的新進展。
本書介紹機器人的機械結構、驅動方法、運動學分析、控制及感覺系統、機器人語言等多個方面的原理及研究成果。全書共分10章,第一章概要介紹了機器人的研究和應用現狀、第二章主要講述機器人的機械結構原理和特點,第三章講述機器人運動學的初步知識,第四章講述機器人動力學的初步知識,第五章講述機器人控制基礎,第六章講述機器人的感覺,第七章講述機器人的視覺技術,第八章講述智能機器人與智能控制,第九章講述機器人語言的一些基本特點,第十章講述機器人在不同領域的應用實例。
本書適合機械工程、自動化專業本科生、大專生的教學之用。作為研究生用書時,部分章節內容應適當加深。
全書由謝存禧、張鐵主編,邵明主審。第一章、第二章、第十章由翟敬梅編寫,第三章、第四章和第七章由李琳編寫,第五章、第六章、第八章和第九章由張鐵編寫。
在編寫過程中,我們參考了大量有關機器人方面的論著、資料,限于篇幅,不能在文中一一列舉,在此一并對其作者致以衷心的謝意。
由于作者水平有限,書中內容難免存在不足和錯誤之處,懇請讀者給予批評指正。最后我們對支持本書編寫和出版的所有人員表示衷心的感謝。
編者