本书共7章,包括:绪论;机器人的本体;机器人运动学与轨迹规划;机器人控制;机器人的系统集成技术;工业机器人仿真技术;机器人的发展和展望。具体包括:概述、机器人的分类、结构和组成、机器人技术基础、机器人产业、机器人的机械部分等。
随着我国“互联网+”和“人工智能+”等国家战略的提出,机器人行业发展迅速。国家相继出台了一系列政策,对机器人工程专业人才的培养提出了新的要求。作为一个新兴专业,机器人工程专业涉及多个学科的知识,培养具备机械工程、计算机科学、人工智能、现代控制理论等多学科知识的高级专门人才是该专业的使命。为了进一步提升机器人工程专业人才的培养质量,为社会输送高素质的机器人工程专业人才,编者编写了这本《机器人工程专业导论》。
本教材编写团队深入推进党的二十大精神融入教材,充分认识党的二十大报告提出的“实施科教兴国战略,强化现代人才建设支撑”精神,落实“加强教材建设和管理”新要求,在教材中加入思政元素,紧扣二十大精神,围绕专业育人目标,结合课程特点,注重知识传授、能力培养与价值塑造的统一,高度契合社会主义核心价值观,紧密对接国家发展重大战略需求,服务于高水平科技自立自强、拔尖创新人才的培养。
本教材响应二十大精神,推进教育数字化,建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国,及时丰富和更新了数字化微课资源,以二维码形式融合纸质教材,使得教材更具及时性、内容的丰富性和环境的可交互性等特征,使读者学习时更轻松、更有趣味,促进了碎片化学习,提高了学习效果和效率。
机器人工程专业是为适应工业化发展和信息化建设需要而产生的,机器人工程专业的产生与现代科学技术的发展是分不开的,其产生于工业自动化和信息自动化的发展过程中。现代工业自动化技术的发展和应用极大地提高了工业生产效率,机器人工程专业的产生和发展也是工业自动化技术和信息自动化技术发展的必然结果。机器人技术是集机械、电子、信息、控制、人工智能等学科为一体的高新技术。目前,机器人技术已广泛应用于工业生产制造、医疗卫生、家庭服务等领域。机器人技术的发展不仅极大地提高了生产效率,也使人类社会从繁重的劳动中解放出来,可以更好地服务于人类。
本教材在介绍机器人相关知识的基础上,主要介绍了机器人技术的发展现状、机器人的设计与制造技术,以及机器人在各个领域中的应用,为学生以后从事相关工作打下坚实基础。机器人工程专业学生毕业后的就业前景非常广阔,可从事工业机器人技术及产品的设计开发、系统集成与应用、维护维修等相关工作,也可以在科研机构、高等学校从事科研和教学工作。
第1章 绪论
1.1 概述
1.2 机器人的分类、结构和组成
1.3 机器人技术基础
1.4 机器人产业
第2章 机器人的本体
2.1 机器人的机械部分
2.2 机器人的电源系统及驱动机构
2.3 机器人的传感器
第3章 机器人运动学与轨迹规划
3.1 机器人运动学
3.2 坐标变换
3.3 机器人运动分析
3.4 机器人轨迹规划
第4章 机器人控制
4.1 伺服电动机调速控制系统
4.2 以直流伺服电动机为驱动器的单关节控制
4.3 机器人控制器的硬件和软件
4.4 机器人控制前沿技术
第5章 机器人的系统集成技术
5.1 机器人系统集成技术概述
5.2 工业机器人工作站的设计应用
5.3 自动化生产线的设计应用
第6章 工业机器人仿真技术
6.1 仿真软件
6.2 虚拟仿真的典型应用
6.3 虚拟仿真技术概述
第7章 机器人的发展和展望
7.1 机器人的未来发展
7.2 机器人控制技术发展和展望
7.3 机器人的伦理
参考文献