第2版前言
机器人是“制造业皇冠顶端的明珠”,其研发、制造和应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。“机器人革命”有望成为“第三次工业革命”的一个切入点和重要增长点,将影响全球制造业的格局。因此,机器人技术和机器人学得到了各国政府和学者的广泛关注。
机器人是多学科交叉和集成的光机电一体化产品,它涉及机械学、电子学、计算机科学、传感技术、人工智能等多个学科。自从第一台机器人问世以来的50多年间,机器人技术已经取得了飞速的发展。各类机器人已经广泛应用于国民经济的各个领域。在现代工业生产中,机器人已经成为人类不可或缺的好帮手;在航空航天、深海探测、核电站救灾等危险环境中,机器人更是能胜任人类难以完成的工作。
随着机器人在生产和生活中的不断普及,作为机械工程专业和自动化专业的学生,很有必要学习机器人学方面的知识。在我们从事机器人教学的过程中,深深感到需要有一本适合当前使用的教材。鉴于此,我们修订了这本《机器人技术及其应用》教材。在内容的编排方面,我们充分考虑到初学者的困难,努力做到理论与实际有机结合,同时也充分考虑当今机器人领域的研究和发展情况,力求反映国内外机器人开发研究领域的最新进展。
全书共分10章,涉及机器人的发展概况、机械结构、运动学、动力学、控制技术、传感技术、视觉技术、智能化和机器人示教等多方面的原理及研究成果。第1章概要介绍了机器人的研究和应用现状;第2章主要讲述了机器人的机械结构原理和设计;第3章至第9章分别讲述了机器人运动学的初步知识、机器人动力学的初步知识、机器人控制的基础知识、机器人传感技术的原理和应用、机器人视觉技术的原理和应用、机器人的智能化与智能控制、机器人的示教方法及机器人语言的分类;第10章介绍了机器人在不同领域的应用实例。
本书是在《机器人技术及其应用》第1版的基础上经过全面改编和补充而成的,特别适合机械工程、自动化专业本科生、大专生的教学之用。作为研究生的教材时,教师可补充一些反映最新研究进展的学术论文和专题研究资料。本书也适合作为从事机器人研发和应用的科技人员的参考书。
全书由张宪民教授任主编并统稿,由谢存禧、黄沿江任副主编。王国利教授任主审。张铁、李琳、翟敬梅、杨丽新参与各章的编写。同时,本书第1版的主编谢存禧老师对本书的编写提出了宝贵的意见。郑养龙、崔超宇等对本书的排版和图片编辑付出了辛勤的劳动。
在编写过程中,我们参考了大量有关机器人方面的论著和资料,限于篇幅,不能在文中一一列举,在此一并对其作者致以衷心的感谢。
本书虽然已对第1版做了较大修改,但由于作者水平有限和编写时间仓促,书中内容难免存在不足,恳请广大读者给予批评指正。最后我们对支持本书编写和出版的所有人员表示衷心的感谢。
编者第1版前言本教材是高等学校机械电子工程规划教材之一。
机器人是现代一种典型的光机电一体化产品,机器人学也是当今世界极为活跃的研究领域之一,它涉及计算机科学、机械学、电子学、自动控制、人工智能等多个学科。
机器人从出现到现在的短短几十年中,已经广泛应用于国民经济的各个领域,在现代工业生产中,机器人已成为人类不可或缺的好帮手;在航空航天、海底探险中,机器人更是能完成人类难以完成的工作。随着计算机、人工智能和光机电一体化技术的迅速发展,机器人已经不仅仅局限于在工业领域的应用,它还将发展成具有人类智能的智能型机器人,具有一定的感觉思维能力和自主决策能力。
作为机械工程专业和自动化专业的学生,有必要学习一点机器人学方面的知识。在我们从事机器人教学的过程中,深深感到需要有一本适合使用的教材。 鉴于此,我们编写了这本《机器人技术及其应用》教材。在内容的编排方面,我们充分考虑到初学者的困难,努力做到理论和实际有机结合,同时也充分考虑到当今机器人领域的研究和发展情况,力求反映当今国内外机器人开发研究领域的新进展。
本书介绍机器人的机械结构、驱动方法、运动学分析、控制及感觉系统、机器人语言等多个方面的原理及研究成果。全书共分10章,第一章概要介绍了机器人的研究和应用现状、第二章主要讲述机器人的机械结构原理和特点,第三章讲述机器人运动学的初步知识,第四章讲述机器人动力学的初步知识,第五章讲述机器人控制基础,第六章讲述机器人的感觉,第七章讲述机器人的视觉技术,第八章讲述智能机器人与智能控制,第九章讲述机器人语言的一些基本特点,第十章讲述机器人在不同领域的应用实例。
本书适合机械工程、自动化专业本科生、大专生的教学之用。作为研究生用书时,部分章节内容应适当加深。
全书由谢存禧、张铁主编,邵明主审。第一章、第二章、第十章由翟敬梅编写,第三章、第四章和第七章由李琳编写,第五章、第六章、第八章和第九章由张铁编写。
在编写过程中,我们参考了大量有关机器人方面的论著、资料,限于篇幅,不能在文中一一列举,在此一并对其作者致以衷心的谢意。
由于作者水平有限,书中内容难免存在不足和错误之处,恳请读者给予批评指正。最后我们对支持本书编写和出版的所有人员表示衷心的感谢。
编者