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第一章 机器人的发展史1

1.1 机器人名称的由来1

1.2 机器人的发展历史2

1.2.1 古代“机器人”2

1.2.2 现代机器人的发展历史3

1.3 机器人的定义和分类4

1.3.1 机器人的定义4

1.3.2 机器人的分类5

1.4 机器人的结构10

1.4.1 机器人的基本组成10

1.4.2 机器人的主要技术参数10

1.4.3 机器人的工作原理13

1.5 机器人的应用13

1.5.1 民用机器人13

1.5.2 军用机器人14

1.6 机器人发展现状15

1.6.1 美国机器人发展现状15

1.6.2 日本机器人发展现状15

1.6.3 中国机器人发展现状16

1.7 未来机器人的发展方向17

第二章 机器人执行机构18

2.1 机器人工作原理18

2.2 机器人执行机构概况18

2.3 两种常见移动机构19

2.3.1 轮式移动机构19

2.3.2 足式移动机构21

2.4 操作装置结构组成23

2.4.1 手部机构24

2.4.2 手腕结构34

2.4.3 臂部结构35

2.4.4 机身结构38

2.4.5 机身和臂部的配置形式38

第三章 机器人驱动系统41

3.1 机器人关节驱动方式41

3.1.1 关节间接驱动方式42

3.1.2 关节直接驱动方式42

3.2 机器人驱动系统43

3.2.1 液压驱动43

3.2.2 气压驱动44

3.2.3 电机驱动45

3.3 驱动系统的运动方式45

3.3.1 旋转驱动机构46

3.3.2 直线驱动机构46

3.3.3 制动器46

3.4 电机47

3.4.1 步进电机47

3.4.2 直流电机50

3.4.3 无刷直（交）流伺服电机56

3.5 驱动系统的选择60

3.5.1 驱动系统60

3.5.2 驱动器的选择62

3.5.3 伺服电机的选择和传动比的确定62

3.5.4 驱动器的安装64

3.6 其他驱动系统65

3.6.1 超声波电机65

3.6.2 磁致伸缩驱动系统66

3.6.3 形状记忆合金驱动系统66

第四章 机器人控制技术67

4.1 机器人控制基础67

4.1.1 机器人控制系统的特点67

4.1.2 机器人的控制方式68

4.1.3 机器人的主要控制变量69

4.2 机器人控制形式70

4.2.1 位置控制70

4.2.2 顺应控制71

4.3 位置和力的混合控制72

4.3.1 环境约束定义72

4.3.2 C曲面73

4.3.3 R-C控制器74

第五章 机器人视觉技术75

5.1 图像处理问题75

5.1.1 图像处理简介75

5.1.2 图像处理主要内容76

5.1.3 图像滤波77

5.1.4 视觉图像修正79

5.1.5 视觉图像分割81

5.2 机器视觉理论基础83

5.2.1 图像理解与机器视觉83

5.2.2 摄像机模型84

5.3 机器视觉与视觉跟踪85

5.3.1 机器视觉简介85

5.3.2 视觉跟踪与主动视觉86

5.4 图像形态学处理87

5.4.1 图像直方图规范化预处理87

5.4.2 图像的多分辨率表示88

第六章 专家系统的应用及机器人安全性89

6.1 专家系统89

6.1.1 专家系统的一般结构89

6.1.2 专家系统的实现90

6.2 机器人与专家系统在机器人领域的应用90

6.2.1 机器人感知90

6.2.2 机器人规划91

6.2.3 机器人控制92

6.2.4 机器人与专家系统的结合94

6.3 机器人中的安全问题94

6.3.1 通信安全94

6.3.2 机器人系统安全96

6.4 机器人应用及设计中的安全问题100

6.4.1 机器人失控的安全防范100

6.4.2 机器人安全I/O接口设计102

6.4.3 士兵-机器人网络系统的安全103

6.5 结束语107

参考文献108