2.4.2　齿轮传动在机器人关节机械传动系统中的应用及问题解决方法　/201

　　　2.4.3　精密滚珠丝杠传动在机器人中的应用及问题解决方法　/203

　　　2.4.4　用于工业机器人操作臂的关节支撑形式与薄壁滚动轴承　/208

　　　2.4.5　机器人用谐波齿轮传动及其创新设计　/212

　　　2.4.6　工业机器人用RV 摆线针轮传动及其减速器结构与应用　/237

　　　2.4.7　同步齿形带传动　/246

　　　2.4.8　精密机械传动装置（减速器）在机器人中的应用实例　/266

　2.5　伺服驱动系统设计基础　/270

　　　2.5.1　电动驱动　/270

　　　2.5.2　液压伺服驱动系统基本原理与选型设计　/288

　　　2.5.3　气动伺服驱动系统基本原理与选型设计　/297

　2.6　控制系统设计基础　/308

　　　2.6.1　控制系统基本原理与组成　/308

　　　2.6.2　控制系统的硬件系统　/318

　　　2.6.3　控制系统的软件系统　/342

　2.7　传感技术基础与常用传感器　/350

　　　2.7.1　工业机器人传感系统概述　/350

　　　2.7.2　位置/速度传感器及其应用基础　/365

　　　2.7.3　力/力矩传感器及其应用基础　/369

　　　2.7.4　视觉传感器及其应用基础　/379

　　　2.7.5　激光传感器及其应用基础　/385

　　　2.7.6　姿态传感器及其应用基础　/397

　2.8　本章小结　/406

　参考文献　/406



第3章　工业机器人操作臂机械系统机构设计与结构设计　/408

　3.1　典型工业机器人操作臂机构构型及关节驱动形式　/408

　　　3.1.1　工业机器人操作臂关节驱动形式　/408

　　　3.1.2　工业机器人操作臂的腕关节驱动形式　/422

　3.2　工业机器人操作臂的机械结构设计　/425

　　　3.2.1　MOTOMAN K 系列机器人操作臂机械结构设计　/425

　　　3.2.2　PUMA 系列机器人操作臂机械结构设计　/430

　　　3.2.3　SCARA 类型机器人操作臂机械结构设计　/434

　3.3　多自由度无奇异全方位关节机构创新设计与新型机器人操作臂设计　/441

　　　3.3.1　单万向铰链机构原理　/441

　　　3.3.2　双万向铰链机构等速传动原理　/443

　　　3.3.3　机构拓扑变换演化　/444

　　　3.3.4　万向铰链机构的拓扑变换演化及其组合机构　/450

　　　3.3.5　新型4 自由度无奇异并/串联式全方位关节机构的机械设计及研制的原型样机与实验　/460

　　　3.3.6　全方位关节机构设计与研究的总结　/487

　3.4　工业机器人操作臂的机构设计与机械结构设计中需要考虑和注意的问题　/488

　　　3.4.1　工业机器人操作臂机构构型设计问题　/488

　　　3.4.2　工业机器人操作臂机械结构设计问题　/490

　3.5　工业机器人操作臂的机构参数优化设计　/492

　　　3.5.1　工业机器人操作臂的机构参数优化设计问题　/492

　　　3.5.2　机构参数与工作空间　/495

　　　3.5.3　机器人机构操作性能准则与灵活性测度　/496

　　　3.5.4　6自由度以内工业机器人操作臂的机构参数优化设计　/503

　　　3.5.5　冗余自由度机器人操作臂机构参数的优化设计　/504

　3.6　本章小结　/506

　参考文献　/507



下 册

第4章　工业机器人操作臂系统设计的数学与力学原理　/508

　4.1　工业机器人操作臂及其运动的数学与力学的抽象描述　/508

　　　4.1.1　工业机器人操作臂与作业对象构成的首尾相接的“闭链”系统　/509

　　　4.1.2　工业机器人操作臂作业“闭链” 系统的数学与力学描述问题　/511

　4.2　工业机器人操作臂机构运动学　/511

　　　4.2.1　机构运动学　/511

　　　4.2.2　机构正运动学和逆运动学　/513

　4.3　工业机器人操作臂机构运动学问题描述的数学基础　/514

　　　4.3.1　作为工业机器人操作臂构形比较基准的初始构形　/514

　　　4.3.2　末端操作器姿态的表示　/514

　　　4.3.3　坐标系的表示与坐标变换　/516

　　　4.3.4　正运动学　/521

　　　4.3.5　逆运动学　/528

　　　4.3.6　RPP 无偏置型3 自由度机器人操作臂臂部机构运动学分析的解析几何法　/530

　　　4.3.7　RPP 有偏置型3 自由度机器人操作臂臂部机构（即PUMA 臂部机构） 运动学分析的解析几何法　/534

　　　4.3.8　机器人操作臂的雅克比矩阵　/540

　4.4　工业机器人操作臂机构动力学问题描述的力学基础　/549

　　　4.4.1　工业机器人操作臂运动参数与机械本体物理参数　/549

　　　4.4.2　什么是动力学？ 　/549

　　　4.4.3　推导工业机器人操作臂微分运动方程的拉格朗日法　/550

　　　4.4.4　推导工业机器人操作臂微分运动方程的牛顿-欧拉法　/555

　4.5　工业机器人操作臂机构误差分析与精度设计的数学基础　/556

　　　4.5.1　机构误差分析的数学基础　/556

　　　4.5.2　机器人机构精度设计及测量　/564

　4.6　工业机器人操作臂控制系统设计的现代数学基础　/565

　　　4.6.1　现代控制理论基础　/565

　　　4.6.2　模糊理论与软计算　/574

　　　4.6.3　神经网络基础与强化学习　/590

　4.7　本章小结　/602

　参考文献　/602



第5章　工业机器人操作臂机械本体参数识别原理与实验设计　/604

　5.1　平面内运动的2-DOF 机器人操作臂的运动方程及其应用问题　/604

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