本书为第二版,是由日本机器人学会组织编写的大型机器人专业工具书。原著的初版至第二版时隔15年,在这段时间里科技发展突飞猛进,因此修订改版时增加了不少新的内容。本书无论从篇幅还是从专家阵容来看,是一部难得的、具有高学术水平和实用价值的机器人技术大全。
全书共八篇四十三章,书后还附有附录。本书内容涉及基础、元器件、机器人机构及控制、智能技术、系统技术、下一代机器人基础技术,以及机器人在制造业中的应用、机器人应用系统等,可以说囊括了机器人的全部技术内容,荟萃了世界(特别是日本)机器人技术的最新成果和前沿技术。
本书内容新颖、全面系统、资料翔实,可供机器人、机械工程、自动控制、信息技术、工厂自动化以及人工智能、传感技术等领域的科研人员、应用技术人员及高等院校的师生参考学习。
样章试读
目录
- 第1篇 基础
第1章 机器人概述
1.1 机器人
1.2 机器人的历史
1.3 工业机器人
1.4 机器人的构成及功能
参考文献
第2章 数学基础
2.1 矩阵理论
2.2 向量空间
2.3 向量分析
2.4 坐标变换与齐次变换
2.5 解析几何
2.6 拓扑几何
2.7 图论
参考文献
第3章 力学基础
3.1 质点运动
3.2 刚体运动
3.3 刚体力学
参考文献
第4章 控制基础
4.1 控制引论
4.2 建模
4.3 反馈控制系统设计
4.4 控制理论简介
参考文献
第5章 计算机科学基础
5.1 算法设计与分析
5.2 计算机结构
5.3 计算机语言
5.4 实时处理
5.5 通信
参考文献
第2篇 元器件
第1章 传感器
1.1 传感器的基本工作原理和分类
1.2 内传感器
1.3 外传感器
参考文献
第2章 驱动器
2.1 电动驱动器
2.2 液压驱动器
2.3 气动驱动器
2.4 特殊驱动器
参考文献
第3章 动力源
3.1 固定式机器人的动力源
3.2 移动式机器人的动力源
3.3 电池
3.4 放大器
参考文献
第4章 机构
4.1 运动传动机构
4.2 关节
参考文献
第5章 材料
5.1 机器人材料
5.2 传感器材料
参考文献
第3篇 机器人的机构及控制
第1章 概述
1.1 机器人的机构
1.2 机器人的控制
1.3 今后的发展方向
参考文献
第2章 手臂机构和控制
2.1 手臂机构
2.2 手臂运动学
2.3 手臂力学
2.4 手臂的控制
2.5 并联机构
2.6 柔性臂
2.7 控制理论的应用
2.8 手臂机构的设计和评价
参考文献
第3章 手部机构和控制
3.1 手部的分类
3.2 特殊末端执行器
3.3 机械手
3.4 手指与对象物接触的力学及运动学
3.5 抓握系统的构成及分类
3.6 形封闭(form closure)和力封闭(force closure)
3.7 刚性控制
3.8 动态控制
3.9 稳定抓握的力学关系
3.10 机构设计举例
参考文献
第4章 移动机构
4.1 车轮式移动机构
4.2 履带式移动机构
4.3 双足移动机器人的机构和控制
4.4 多足机器人的机构和控制
4.5 形形色色的移动机构
4.6 水下机器人
4.7 空中机器人
参考文献
第4篇 智能技术
第1章 视觉信息识别
1.1 机器人视觉
1.2 视觉输入装置
1.3 二维处理
1.4 多维图像处理
1.5 主动视觉
1.6 实时视觉
1.7 机器视觉在生产技术中的应用
参考文献
第2章 语音信息处理
2.1 语音识别
2.2 语音合成
2.3 语音应用系统
参考文献
第3章 触觉和力觉识别
3.1 触觉的平面信息识别
3.2 触觉的立体信息识别
3.3 触觉的物性信息识别
3.4 触觉的抓握信息识别
3.5 力觉信息识别
参考文献
第4章 传感器高级应用
4.1 传感器融合
4.2 行为理解
4.3 视觉反馈控制
4.4 触觉反馈控制
4.5 力觉反馈控制
参考文献
第5章 规划
5.1 符号处理与推理
5.2 学习
5.3 软计算
5.4 算法理论的行动规划
5.5 试探的行动规划
5.6 作业规划与偏差校正
参考文献
第6章 自主移动
6.1 自身位置的识别
6.2 自主移动环境模型
6.3 室内导航
6.4 室外导航
6.5 水上导航
参考文献
第5篇 系统技术
第1章 机器人系统
1.1 机器人系统的构成
1.2 作业示教方法
参考文献
第2章 机器人的建模与标定
2.1 机器人的建模
2.2 机器人的标定
参考文献
第3章 机器人控制器
3.1 控制器
3.2 软伺服
3.3 开放式控制器
3.4 PC控制器
3.5 遥控脑
参考文献
第4章 机器人编程
4.1 机器人编程的种类与特点
4.2 机器人语言的功能
4.3 示教与编程
参考文献
第5章 机器人仿真
5.1 概述
5.2 支持机器人设计的仿真技术
5.3 数学公式处理与仿真
5.4 模型与图形学
5.5 编程仿真技术
5.6 各种仿真工具
参考文献
第6章 操纵型机器人
6.1 操纵型机器人系统的特征
6.2 操纵型机器人的分类
6.3 操纵型机器人的控制理论
6.4 临场感操纵型机器人系统
6.5 智能远程作业系统
参考文献
第7章 人机界面
7.1 人机交互
7.2 虚拟现实与机器人
7.3 多模态界面
7.4 手势界面
7.5 泛在自主体界面
参考文献
第8章 机器人与通信系统
8.1 通信接口
8.2 通信方式
8.3 无线
8.4 LAN
8.5 WAN
8.6 互联网
8.7 内部LAN
8.8 通信接口系统描述
参考文献
第9章 机器人系统设计论
9.1 系统体系结构设计
9.2 结构设计
9.3 控制系统设计
9.4 通信及信息处理设计
参考文献
第10章 分布系统
10.1 分布式机器人系统概述
10.2 可重构机器人
10.3 多台机器人协调控制
10.4 群体机器人系统
10.5 分布规划
10.6 分布感知
10.7 环境智能化技术
10.8 创发机器人学
参考文献
第11章 机器人的可靠性、安全性、可维护性以及与人共存性
11.1 系统可靠性的定义与度量
11.2 机器人的可靠性
11.3 人为错误
11.4 共存系统的安全性
11.5 基于共存系统的协调动作和行动
11.6 共存系统亲和性的表现
参考文献
第6篇 新一代机器人基础技术
第1章 拟人机器人
1.1 拟人机器人的硬件
1.2 拟人机器人的运动控制与动作规划
1.3 仿人作业
1.4 以拟人机器人为媒介的认知科学研究
参考文献
第2章 微机器人学
2.1 微驱动器
2.2 微传感器
2.3 微操作
2.4 微机器人系统
2.5 纳米操作
参考文献
第3章 仿生机器人
3.1 假臂与假腿(四肢的修复)
3.2 人工心脏
3.3 人工中耳(听觉修复)
3.4 人工视觉(视觉代偿)
3.5 人工关节
3.6 人工肌肉
参考文献
第7篇 机器人在制造业中的应用
第1章 工业工程概论
1.1 方法工程
1.2 人机工程学
1.3 制造工序设计
1.4 设施的设计
1.5 经济工程学
1.6 面向技术人员的定量方法论
参考文献
第2章 机器人在制造业中的应用
2.1 工业机器人总论
2.2 通用机械手总论
2.3 AGV
参考文献
第3章 各种作业与机器人
3.1 物料搬运
3.2 焊接
3.3 喷涂
3.4 去毛刺
3.5 装配
3.6 洁净间
3.7 测量、检查及试验
3.8 工业智能机器人
参考文献
第4章 机器人与安全
4.1 安全规范与规则
4.2 与机器人安全相关的法规
4.3 具体的应对方法
4.4 今后的课题
第8篇 机器人应用系统
第1章 机器人在非制造业领域中的应用
1.1 第一产业
1.2 在建筑业中的应用
1.3 在第三产业中的应用
参考文献
第2章 医疗机器人
2.1 医疗机器人的应用范围
2.2 手术支援机器人
2.3 福利机器人
2.4 医学教育机器人
2.5 医疗福利机器人的安全性
参考文献
第3章 福利机器人
3.1 福利事业的基础
3.2 福利设备、机器人
3.3 精神慰藉机器人
参考文献
第4章 机器人在特殊环境及特殊作业中的应用
4.1 灾害应对机器人
4.2 极限环境作业机器人
4.3 海洋机器人(水下机器人)
4.4 空间机器人
4.5 探雷/排雷机器人
参考文献
第5章 机器人在研究与教育领域中的应用
5.1 机器人的研究
5.2 利用机器人开展的研究
5.3 机器人在学习、培训中的应用
5.4 机器人对科学技术教育的推动作用
5.5 机器人的研究开发
参考文献
附录
1 机器人的JIS标准
2 工业机器人的图形符号
3 人体关节的可动范围
4 人体关节、骨骼和肌肉的名称
5 机器人安装空间
6 电气元器件新旧图形符号对照
索引