机器人驱动与控制及应用实例

机器人驱动装置是驱使执行机构运动的机构，按照控制系统发出的指令信号，借助于动力元件使机器人进行动作。本书结合大量工程应用实例，系统介绍基于步进电动机、直流伺服电动机、交流伺服电动机、液压、气压等装置的驱动与控制技术及其最新应用成果。本书取材新颖，涉及机器人广泛的应用领域、多种机器人类型和多方面的专业技术。叙述上以应用实例为主讲解，条理分明，深入浅出，通俗易读。

第1章机器人及驱动与控制概述  /  001

1.1机器人的概念  /  001

1.2机器人的组成  /  001

1.2.1机器人的基本组成  /  001

1.2.2机器人的执行机构  /  002

1.2.3机器人的传感器  /  004

1.2.4机器人的驱动器  /  006

1.2.5机器人的控制系统  /  008

1.3机器人的技术参数  /  011

1.3.1机器人自由度与机动度  /  011

1.3.2机器人额定速度与额定负载  /  012

1.3.3机器人工作空间  /  012

1.3.4机器人分辨率、位姿准确度和位姿重复性  /  013

1.3.5作业精度及动态测量  /  014

1.4机器人的分类  /  014

1.4.1按机器人的几何结构分类  /  014

1.4.2按机器人的控制方式分类  /  015

1.4.3按机器人的智能程度分类  /  016

1.4.4按机器人的移动方式分类  /  016

1.4.5按应用环境分类  /  017

1.5机器人技术及应用主要进展  /  017

1.5.1工业机器人  /  017

1.5.2移动机器人  /  018

1.5.3医疗与康复机器人  /  021

1.5.4生物启发的机器人系统——仿生机器人  /  022

1.6机器人技术发展趋势  /  023

第2章机器人步进电动机驱动与控制技术及应用  /  025

2.1步进电动机及其在机器人的应用  /  025

2.1.1步进电动机的工作原理  /  025

2.1.2步进电动机的分类及型号命名  /  027

2.1.3步进电动机的运行特性  /  028

2.1.4步进电动机驱动技术  /  029

2.1.5步进电动机控制技术  /  031

2.1.6步进电动机在机器人驱动与控制应用概况  /  032

2.2机器人步进电动机驱动与控制实例  /  033

2.2.1步进电动机控制器及其在机器人多自由度关节中的应用  /  033

2.2.2智能仓库管理机器人  /  038

2.2.3变电站巡检机器人云台控制系统  /  040

2.2.4油罐清洗机器人全方位移动机构  /  043

2.2.5基于运动控制卡的6DOF切削机器人控制系统  /  045

2.2.6太阳能自动谷物翻晒机器人  /  047

2.2.7分拣搬运机器人  /  051

2.2.8基于齿轮传动的结构仿生螃蟹机器人  /  055

2.2.9履带式机器人控制系统  /  058

2.2.10基于PLC的KTV自助机器人控制系统  /  065

第3章机器人直流伺服电动机驱动与控制技术及应用  /  069

3.1直流伺服电动机及其在机器人的应用  /  069

3.1.1直流伺服电动机的特点  /  069

3.1.2直流伺服电动机的工作原理  /  069

3.1.3直流伺服电动机驱动概述  /  072

3.1.4直流伺服电动机控制概述  /  073

3.1.5无刷直流电动机  /  076

3.1.6无刷直流电动机驱动与控制  /  080

3.1.7直流伺服电动机在机器人驱动与控制应用概况  /  083

3.2机器人直流伺服电动机驱动与控制应用实例  /  084

3.2.1IR2110在机器人驱动系统中的应用  /  084

3.2.2基于ARM9和LM629的电动机伺服控制系统  /  087

3.2.3基于C8051F340的多直流电动机控制系统  /  090

3.2.4基于MC9S12DG128单片机的迷宫机器人  /  093

3.2.5基于ATmega128的砂糖橘简易采摘机器人  /  097

3.2.6鱼塘冰层智能钻孔机器人  /102

3.2.7吸尘机器人控制系统  /104

3.2.8排爆机器人机械臂控制系统  /109

3.2.9多功能护理机器人控制系统  /114

3.2.10巡检机器人无刷直流电动机伺服系统  /117

3.2.11轮式机器人用无刷直流电动机控制系统  /120

3.2.12基于DSP的双足机器人运动控制系统  /126

第4章机器人交流伺服电动机驱动与控制技术及应用  /  130

4.1交流伺服电动机及其在机器人的应用  /  130

4.1.1交流伺服电动机的发展  /130

4.1.2同步电动机与异步电动机  /131

4.1.3模拟式交流伺服系统与数字式交流伺服系统  /132

4.1.4交流伺服电动机在机器人驱动与控制应用概况  /134

4.2机器人交流伺服电动机驱动与控制应用实例  /  136

4.2.1工业机器人交流伺服驱动系统  /136

4.2.2PLC在工业机器人中的应用  /142

4.2.3小负载串联关节型垂直六轴机器人  /144

4.2.4开放式结构交流同步伺服系统在机器人的应用  /146

4.2.5焊接机器人控制系统  /150

4.2.6交流变频控制系统在涂胶机器人中的应用  /153

4.2.7拆箱机器人开箱工艺的改进  /158

4.2.8工业码垛机器人控制系统  /159

4.2.9果树采摘机器人  /164

第5章机器人气压驱动与控制技术及应用  /  169

5.1气动系统及其在机器人的应用  /  169

5.1.1气动控制系统的基本构成  /169

5.1.2比例/伺服控制阀的选择  /170

5.1.3控制理论  /170

5.1.4典型应用  /171

5.1.5气动系统在机器人驱动与控制应用概况  /173

5.2机器人气压驱动与控制应用实例  /  175

5.2.1基于PLC和触摸屏的气动机械手  /175

5.2.2气动喷胶机器人  /178

5.2.3连续行进式气动缆索维护机器人  /182

5.2.4气动爬行机器人  /186

5.2.5高精度气动机械手  /190

5.2.6数控气动爬梯子机器人  /192

5.2.7六自由度穿刺定位机器人气动系统  /195

5.2.8基于PLC的安瓿瓶气动开启机械手  /198

5.2.10气动机器人关节位置伺服系统  /204

第6章机器人液压驱动与控制技术及应用  /  207

6.1液压系统及其在机器人驱动与控制中的应用  /  207

6.1.1液压控制系统的工作原理  /207

6.1.2液压控制系统的组成  /208

6.1.3液压控制系统的分类  /209

6.1.4液压系统在机器人驱动与控制应用概况  /211

6.2机器人液压驱动与控制应用实例  /  214

6.2.1液压驱动机械手肋骨冷弯机  /214

6.2.2基于PLC的工业机械手  /217

6.2.3压装机装卸料机械手  /221

6.2.4基于PLC的储油罐清理机器人液压系统  /224

6.2.5基于单片机控制的水上清洁机器人液压系统  /226

6.2.6无线遥控液压爬行机器人  /229

6.2.7下肢液压驱动康复机器人  /233

6.2.8高性能液压驱动四足机器人SCalf  /238

6.2.9BigDog四足机器人  /243

参考文献  /  262