機器人伺服控制系統(tǒng)及應用技術

第1章緒論1
1.1機器人發(fā)展歷史1
1.2機器人基礎知識4
1.2.1機器人定義4
1.2.2機器人分類4
1.2.3機器人主要參數(shù)8
1.3伺服控制系統(tǒng)10
1.3.1伺服控制系統(tǒng)定義10
1.3.2伺服控制系統(tǒng)發(fā)展歷史10
1.3.3伺服控制系統(tǒng)組成11
1.3.4伺服控制系統(tǒng)性能要求12
1.3.5伺服控制系統(tǒng)分類12
1.3.6伺服控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢15
1.4機器人伺服控制系統(tǒng)17
1.4.1機器人控制系統(tǒng)17
1.4.2機器人控制系統(tǒng)特點17
1.4.3機器人伺服控制系統(tǒng)概述18
第2章機器人組成19
2.1機器人的執(zhí)行機構19
2.1.1機器人本體材料20
2.1.2機器人的臂、腕和手20
2.1.3機器人的移動機構22
2.1.4機器人的軀干27
2.1.5機器人的關節(jié)29
2.2機器人的感知系統(tǒng)31
2.3機器人的控制系統(tǒng)32
2.3.1機器人的控制器32
2.3.2機器人的控制系統(tǒng)結構33
2.3.3機器人的控制系統(tǒng)軟件35
2.3.4機器人專用操作系統(tǒng)35
2.3.5智能機器人控制系統(tǒng)36
2.4機器人的驅動系統(tǒng)37
2.4.1驅動方式37
2.4.2驅動元件38
2.4.3驅動機構39
2.5機器人的電源系統(tǒng)40
2.5.1電池40
2.5.2直流穩(wěn)壓電源41
第3章機器人步進電機控制系統(tǒng)43
3.1步進電機43
3.1.1步進電機的發(fā)展歷史43
3.1.2步進電機的分類44
3.1.3步進電機的工作原理45
3.1.4反應式步進電機的運行特性49
3.1.5步進電機的操作模式53
3.2步進電機的驅動電源54
3.2.1驅動電源的基本要求54
3.2.2驅動電源組成55
3.2.3驅動器的使用62
3.3步進電機的控制64
3.3.1步進電機的開環(huán)控制64
3.3.2步進電機的閉環(huán)控制66
3.3.3步進電機的最佳點位控制66
3.4步進電機的特點及選用原則68
3.4.1步進電機的特點68
3.4.2步進電機的選用原則69
3.5步進電機在機器人中的應用實例分析69
3.5.1變電站軌道式巡檢機器人控制系統(tǒng)設計69
3.5.2玻璃幕墻清洗機器人爬壁裝置及控制系統(tǒng)設計75
第4章機器人直流伺服控制系統(tǒng)84
4.1直流伺服電機84
4.1.1直流伺服電機的發(fā)展歷史84
4.1.2直流伺服電機的工作原理85
4.1.3直流伺服電機的分類86
4.1.4直流伺服電機的控制87
4.1.5直流伺服電機的主要特性89
4.1.6無刷直流伺服電機91
4.2直流伺服電機調速系統(tǒng)93
4.2.1調速指標93
4.2.2單閉環(huán)調速系統(tǒng)95
4.2.3雙閉環(huán)調速系統(tǒng)99
4.3直流伺服電機調壓調速技術102
4.3.1晶閘管直流調速系統(tǒng)102
4.3.2脈寬調制（PWM）直流調速系統(tǒng)104
4.4直流伺服電機在機器人中的應用實例分析109
4.4.1電驅動四足機器人運動控制系統(tǒng)設計109
4.4.2室內全向移動機器人系統(tǒng)設計114
4.4.3管道機器人結構設計及其運動控制研究121
第5章機器人交流伺服控制系統(tǒng)129
5.1交流伺服電機129
5.1.1交流伺服電機的發(fā)展歷史129
5.1.2交流伺服電機的分類131
5.1.3交流伺服電機的工作原理132
5.1.4交流伺服電機的運行特性134
5.1.5交流伺服電機的主要性能指標137
5.1.6交流伺服電機的控制方法138
5.2交流伺服系統(tǒng)138
5.2.1交流伺服系統(tǒng)的組成138
5.2.2交流伺服系統(tǒng)的分類139
5.2.3交流伺服系統(tǒng)的性能指標140
5.2.4交流伺服系統(tǒng)的發(fā)展趨勢141
5.3交流電機的速度控制142
5.3.1交流電機調速方法142
5.3.2變頻器146
5.3.3變頻調速技術151
5.3.4變頻器的選用156
5.4交流伺服電機在機器人中的應用實例分析157
5.4.1桁架式機器人交流伺服系統(tǒng)157
5.4.2基于ARM的碼垛機器人關節(jié)伺服系統(tǒng)研究169
5.4.3果蔬大棚巡檢機器人移動平臺的設計及關鍵技術研究177
第6章伺服驅動器與運動控制器188
6.1伺服驅動器188
6.1.1伺服驅動器的發(fā)展歷史188
6.1.2伺服驅動器的工作原理189
6.1.3伺服驅動與變頻驅動192
6.1.4伺服電機的選用194
6.1.5伺服驅動器的使用196
6.1.6伺服驅動器的測試平臺205
6.1.7智能伺服驅動器206
6.2運動控制器208
6.2.1運動控制系統(tǒng)209
6.2.2運動控制器的發(fā)展211
6.2.3運動控制器的主要功能212
6.2.4運動控制器的分類213
6.2.5運動控制器的設計實例213
6.2.6運動控制卡222
6.3驅控一體化技術233
6.3.1驅控一體化技術的發(fā)展234
6.3.2多軸機器人軌跡與伺服一體化控制器設計實例234
第7章機器人氣動伺服控制系統(tǒng)249
7.1發(fā)展概況249
7.1.1氣動技術的發(fā)展249
7.1.2氣動伺服技術的發(fā)展250
7.1.3氣動伺服系統(tǒng)的特點251
7.2氣壓傳動系統(tǒng)251
7.2.1氣源裝置252
7.2.2氣動控制元件254
7.2.3氣動執(zhí)行元件260
7.3氣動伺服系統(tǒng)262
7.3.1氣動伺服系統(tǒng)的形式263
7.3.2基于氣動柔順控制的助餐機械手的研究實例265
7.3.3虛擬現(xiàn)實氣動上肢康復訓練機器人系統(tǒng)研究實例271
第8章機器人液壓伺服控制系統(tǒng)283
8.1液壓技術283
8.1.1液壓系統(tǒng)的發(fā)展283
8.1.2液壓伺服系統(tǒng)的發(fā)展284
8.1.3液壓伺服系統(tǒng)的特點285
8.2液壓伺服系統(tǒng)286
8.2.1液壓控制系統(tǒng)286
8.2.2液壓伺服系統(tǒng)的組成288
8.2.3液壓伺服系統(tǒng)的分類288
8.2.4液壓伺服系統(tǒng)的主要設備289
8.3電液伺服系統(tǒng)291
8.3.1電液伺服系統(tǒng)的組成292
8.3.2電液伺服閥292
8.3.3一種液壓驅動上肢外骨骼機器人設計實例293
8.3.4液壓四足機器人驅動控制與行走研究實例308
第9章機器人視覺伺服控制系統(tǒng)315
9.1視覺伺服的發(fā)展315
9.2視覺伺服系統(tǒng)的組成及分類316
9.2.1視覺伺服系統(tǒng)的組成316
9.2.2視覺伺服系統(tǒng)的分類316
9.3視覺伺服系統(tǒng)的應用實例319
9.3.1服務機器人視覺伺服控制方法研究實例319
9.3.2基于視覺伺服的三軸機械裝置控制實例330
參考文獻340