工业机械手设计

高荣慧

Language: Chinese

Published: Jan 1, 2014

Description:

这本书是一本系统介绍工业机器人(特别是其核心执行部分——机械手或机械臂)的设计理论、分析方法和关键技术的专业教科书。本书旨在为自动化、机械工程、机电一体化等相关专业的本科生、研究生以及初入行业的研发工程师,提供一个关于工业机械手设计的完整知识框架。

全书内容覆盖了从抽象的数学建模到具体的机械结构设计的全过程,理论与实践并重。

其主要内容和特点包括:

  1. 机器人运动学分析: 这是全书的理论核心。

    • 正运动学: 已知各关节转角,如何求出手爪(末端执行器)在空间中的位置和姿态。通常会介绍坐标变换、D-H参数法等标准分析方法。

    • 逆运动学: 已知手爪期望到达的目标位置和姿态,反过来求解各关节应该转动的角度。这是机器人路径规划和控制的基础,通常比正解更复杂。

  2. 机器人动力学分析: 研究机械手运动时,各关节的驱动力、力矩与运动之间的关系,是进行控制器设计和结构强度分析的基础。

  3. 轨迹规划: 讲解如何规划机械手从起点到终点的运动路径,以保证运动的平稳、高效和无碰撞。

  4. 机械系统设计: 介绍机械手本体的机械结构设计,包括臂杆、关节、传动系统(如齿轮、减速器)等的设计与选型。

  5. 驱动与控制系统: 讲解驱动机械手运动的伺服电机、传感器(如编码器)等硬件的选型和应用,并介绍机器人控制系统的基本原理。

  6. 末端执行器(手部)设计: 介绍用于抓取不同工件的各种手爪(Gripper)的类型和设计方法。

总之,这是一本经典的机器人学教材,它系统地覆盖了工业机械臂设计的几大核心技术领域,是学习和理解机器人技术的基石。