本書從工業(yè)機器人設計及應用的角度出發(fā)，通過設計案例較為全面系統(tǒng)地剖析了工業(yè)機器人設計與結構之間的關系。對冷沖壓用機器人、熱沖壓用機器人、數(shù)控機床用機器人、裝配用機器人及模塊化工業(yè)機器人等多類工業(yè)機器人操作機進行研究與設計，特別對容易被忽視的部件連接與結構問題進行了闡述與比較，提出了機器人設計過程中存在的主要問題和相應的原則性解決方案。
本書本著理論設計應用的寫作思路，共計6章。分別是：第1章導論；第2章工業(yè)機器人整體設計；第3章工業(yè)機器人的結構與驅動；第4章工業(yè)機器人控制裝置；第5章典型工業(yè)機器人結構設計；第6章工業(yè)機器人零部件結構設計。
本書以設計案例為中心，以冷沖壓用機器人、熱沖壓用機器人、數(shù)控機床用機器人、裝配用機器人及模塊化工業(yè)機器人等為主要研究對象，對其轉動機構、升降機構、手臂機構、手腕機構、夾持機構及其他機構的特征、運動及結構進行深入探討。采用工程圖形、列表與文字融合的表達方式對機器人進行簡明扼要的表達與闡述，力求使讀者在深入理解案例內(nèi)部結構的同時全面了解機器人的共性與特殊性，為機器人設計或選用提供幫助。
本書可作為工業(yè)機器人設計人員以及機械自動化專業(yè)本科生、研究生的參考書。
1 內(nèi)容設計來自現(xiàn)場，非常實用：本書從工業(yè)機器人設計及應用的角度出發(fā)，通過設計案例較為全面系統(tǒng)地剖析了工業(yè)機器人設計與結構之間的關系。對冷沖壓用機器人，熱沖壓用機器人，數(shù)控機床用機器人，裝配用機器人及模塊化工業(yè)機器人等多類工業(yè)機器人操作機進行研究與設計，特別對容易被忽視的部件連接與結構問題進行了闡述與比較，提出了機器人設計過程中存在的主要問題和相應的原則性解決方案。
2 案例指導性強，讀者容易掌握：全書以設計案例為中心，以冷沖壓用機器人，熱沖壓用機器人，數(shù)控機床用機器人，裝配用機器人及模塊化工業(yè)機器人等為主要研究對象，對其轉動機構，升降機構，手臂機構，手腕機構，夾持機構及其它機構的特征、運動及結構進行深入探討。采用工程圖形、列表與文字融合的表達方式對機器人進行簡明扼要地表達與闡述，力求使讀者在深入地理解案例內(nèi)部結構的同時全面地了解機器人的共性與特殊性，為機器人設計或選用提供幫助。
這是一本密切聯(lián)系工程實際，結合大量機器人設計案例，系統(tǒng)地論述工業(yè)機器人及零部件結構設計的著作。
由于工業(yè)機器人是柔性生產(chǎn)不可或缺的設備，因此工業(yè)機器人及零部件結構設計將是機械制造及自動化的重要組成部分，是一種既要求多學科理論基礎，更要求工程知識和實踐經(jīng)驗的蘊藏著巨大優(yōu)化和潛力的工作，但由于各種原因，目前對其系統(tǒng)研究的成果或論著卻極少見。長期以來，由于系統(tǒng)地對工業(yè)機器人及零部件結構的分析研究較少，該方面知識主要靠設計者自己在工作實踐中摸索積累，這給機器人設計與應用均帶來較大的困難。結構設計知識的不足，不僅會極大地限制設計者的視野和創(chuàng)造力，還會限制機器人的發(fā)展和應用。筆者本著理論設計應用的理念完成了此著作，重點在于應用，書中用大量案例較全面系統(tǒng)地闡述了工業(yè)機器人機械結構設計方面存在的共性問題，并提出了相應的原則性解決方案，具有很強的實用性。如果能為讀者在工業(yè)機器人機械結構設計方面提供幫助，筆者將會感到極大的滿足與欣慰。
全書共分6章，分別是：第1章導論；第2章工業(yè)機器人整體設計；第3章工業(yè)機器人的結構與驅動；第4章工業(yè)機器人控制裝置；第5章典型工業(yè)機器人結構設計；第6章工業(yè)機器人零部件結構設計。本書是筆者在從事產(chǎn)品開發(fā)設計和學校教研的基礎上，結合研究成果以及國內(nèi)外的研究資料形成的。書中案例一方面是筆者在工作及研究中對該問題的看法與觀點，另一方面是參考或汲取了國內(nèi)外的資料。為了突出對機器人操作機設計的闡述及對其結構特殊性的重點描述，第3章、第5章及第6章的圖例去掉了一些復雜的結構、要素及交叉重疊關系，書中在表達時僅給出了簡潔示意和概略性的介紹，某些具體的零部件結構未能詳細論述。
由于設計案例的軟件、版本不同，實例的來源多，個別圖例圖面太大且復雜等原因，也會使得案例存在某些圖的內(nèi)容、格式表達不妥之處。并且，書中的諸多論點和觀點也只是筆者一家之說。由于筆者水平及時間限制等，書中會出現(xiàn)筆者想不到或考慮不周的諸多問題或不足，懇請并歡迎讀者及各界人士予以指正，共同商討。
第4章由逄波（E-mail：1980609163@qq.com；QQ：1980609163）完成；其余各章由李慧（E-mail：lihuishuo@163.com；QQ：1003393381）完成；全書由馬正先教授（E-mail：zhengxianma@163.com；QQ：1371347282）校對和審稿。本書得益于諸多同事與學生的幫助和豐富的媒體與資料，得益于馬辰碩（E-mail：chenshuoma@students.mq.edu.au；QQ：243905263）等同學的支持，在此表達衷心的感謝。
本書筆者對書中引用文獻的所有著作權人表示衷心感謝！
著者
第1章導論
1.1工業(yè)機器人分類1
1.2工業(yè)機器人基本特性1
1.3工業(yè)機器人應用及前景2
1.4本書的主要內(nèi)容與特點4
1.4.1主要內(nèi)容4
1.4.2主要特點6
第2章工業(yè)機器人整體設計
2.1機器人總體設計方案制定與設計流程7
2.1.1總體設計方案制定7
2.1.2機器人設計流程11
2.2工業(yè)機器人的基本參數(shù)12
2.2.1工業(yè)機器人的基本技術參數(shù)12
2.2.2工業(yè)機器人的基本特征參數(shù)13
2.3工業(yè)機器人的配置16
2.3.1機械結構16
2.3.2運動性能/運動協(xié)同/運動功能/運動監(jiān)控16
2.3.3通信工具/工程工具/應用工具17
2.4機器人操作機結構與設計18
第3章工業(yè)機器人的結構與驅動
3.1工業(yè)機器人的通用部件20
3.1.1滾珠導軌及滾柱導軌20
3.1.2滾珠絲杠螺母傳動及導軌21
3.2工業(yè)機器人的典型部件21
3.2.1操作機桿件回轉用電驅動裝置22
3.2.2帶差動齒輪減速器的手腕傳動機構23
3.2.3手臂用齒輪減速器機構24
3.2.4帶機電驅動裝置的回轉機構26
3.2.5帶蝸桿蝸輪減速器的手臂回轉機構26
3.2.6帶諧波齒輪減速器的手臂回轉機構29
3.2.7電驅動的提升機構30
3.3工業(yè)機器人的裝置與驅動32
3.3.1工業(yè)機器人的電驅動裝置32
3.3.2工業(yè)機器人的液壓與氣動裝置35
第4章工業(yè)機器人控制裝置
4.1工業(yè)機器人控制系統(tǒng)簡介40
4.1.1典型工業(yè)機器人控制系統(tǒng)硬件結構40
4.1.2工業(yè)機器人伺服控制系統(tǒng)43
4.1.3機器人控制系統(tǒng)的功能及實現(xiàn)過程44
4.1.4機器人控制系統(tǒng)控制方式47
4.1.5工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的基本要求50
4.2工業(yè)機器人程序控制裝置52
4.2.1單片機系統(tǒng)53
4.2.2可編程控制器59
4.2.3IPC系統(tǒng)63
4.3機器人位置與位移傳感器68
4.3.1內(nèi)傳感器69
4.3.2外傳感器75
第5章典型工業(yè)機器人結構設計
5.1工業(yè)機器人方案制定的基本原則和設計流程79
5.1.1工業(yè)機器人方案制定的基本原則79
5.1.2工業(yè)機器人設計流程的必要內(nèi)容80
5.2冷沖壓用機器人結構設計81
5.2.1GY型冷沖壓用機器人特征要求81
5.2.2GY型冷沖壓用機器人方案制定與設計流程82
5.2.3GY型冷沖壓用機器人運動原理83
5.2.4GY型冷沖壓用機器人結構設計85
5.3熱沖壓用機器人結構設計87
5.3.1GR型熱沖壓用機器人特征要求87
5.3.2GR型熱沖壓用機器人方案制定與設計流程87
5.3.3GR型熱沖壓用機器人運動原理89
5.3.4GR型熱沖壓用機器人結構設計90
5.4數(shù)控機床用機器人結構設計92
5.4.1GJ型數(shù)控機床用機器人特征要求92
5.4.2GJ型數(shù)控機床用機器人方案制定與設計流程93
5.4.3GJ型數(shù)控機床用機器人運動原理95
5.4.4GJ型數(shù)控機床用機器人結構設計97
5.5裝配用機器人結構設計97
5.5.1GZ-Ⅱ型裝配用機器人特征要求98
5.5.2GZ-Ⅱ型裝配用機器人方案制定與設計流程98
5.5.3GZ-Ⅱ型裝配用機器人運動原理100
5.5.4GZ-Ⅱ型裝配用機器人結構設計101
5.6模塊化工業(yè)機器人結構設計103
5.6.1GS型模塊化工業(yè)機器人特征要求104
5.6.2GS型模塊化工業(yè)機器人方案制定與設計流程104
5.6.3GS型模塊化工業(yè)機器人運動原理106
5.6.4GS型模塊化工業(yè)機器人結構設計109
第6章工業(yè)機器人零部件結構設計
6.1轉動機構111
6.1.1轉動機構設計流程111
6.1.2轉動機構原理112
6.1.3轉動機構結構與分析113
6.2升降機構115
6.2.1升降機構設計流程115
6.2.2升降機構原理116
6.2.3升降機構結構與分析117
6.3手臂機構120
6.3.1手臂機構設計流程120
6.3.2手臂機構原理122
6.3.3手臂機構結構與分析125
6.4手腕機構126
6.4.1手腕機構設計流程126
6.4.2手腕機構原理128
6.4.3手腕機構結構與分析129
6.5夾持機構132
6.5.1夾持機構設計流程132
6.5.2夾持機構原理134
6.5.3夾持機構結構與分析135
6.6其他機構137
6.6.1操作機水平移動機構137
6.6.2滑板機構141
參考文獻
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