前言　Preface

随着科学技术的发展和社会的进步，机器人作为集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备，不仅广泛应用于工业生产和制造领域，而且在航空、海洋探测、危险或恶劣环境，以及日常生活和教育娱乐中获得了大量应用，并不断改变着人们的生产生活方式。机器人已经成为现代高科技的应用载体，而且迅速发展成为一门相对独立研究的交叉技术学科，形成了特有的理论研究和学术发展方向。本书从机器人学及其所运用的人工智能等领域的关键技术出发，在内容安排上突出科学性和系统性，注重理论与工程实际的结合、基础知识与现代技术的结合、系统设计与应用的结合。

本书共分8章，第1章主要介绍机器人的基础知识，包括机器人的产生与发展、定义、分类，机器人关键技术，机器人系统的设计方法和机器人的应用；第2章主要介绍机器人的机械结构，包括机器人的基本组成及主要技术参数、移动机构、传动机构以及机器人的位姿问题；第3章主要介绍机器人的驱动系统，包括常用的驱动方式如液压驱动、气压驱动、步进电动机驱动、直流伺服电动机驱动、交流伺服电动机驱动等，还介绍了一些新型驱动器；第4章主要介绍机器人的传感器系统，包括常用传感器的分类、功能与要求及选择条件，机器人内部与外部传感器的类型与工作原理，典型内外部传感器的原理及应用，多传感器信息融合技术；第5章主要介绍机器人的控制系统，包括控制系统概述，工业机器人控制的分类，机器人位置控制、运动轨迹控制，机器人动作与知觉，机器人软件等内容；第6章主要介绍机器人的设计与应用，包括焊接机器人、装配机器人、喷漆机器人、移动式搬运机器人、医疗机器人、看护机器人、救援机器人、建筑机器人、洁净与真空机器人、清洁机器人、农业机器人、太空机器人、个人交通工具、水下机器人、无人飞行器等，并对机器人产业链、机器人工作站的设计与应用做了介绍；第7章主要介绍机器人新技术与系统，包括机器人认知与心理学、生物学与仿生技术、感触控制技术、交互沟通控制技术等；第8章主要介绍美国机器人技术发展路线图，包括制造转型、用户服务、医疗保健、公共安全、空间探索等领域机器人技术发展与研究路线。

本书可作为科研工作者和工程技术人员的参考书，也可作为高等院校机器人工程、智能制造工程、机械电子工程及相近专业师生的参考书。

本书由陈继文、姬帅、杨红娟、郑忠才、于复生、李坤、郭新华、范文利、逄波编写。周京国、李凯凯协助整理了部分素材。感谢山东建筑大学机电工程学院、山东省绿色制造工艺及其智能装备工程技术研究中心、山东省起重机械健康智能诊断工程研究中心、山东省绿色建筑协同创新中心的支持。本书在编写过程中，参阅了相关的文献资料成果，在此一并致以深深的感谢。

本书也承蒙国家自然科学基金项目（61303087）、山东省重点研发计划项目（2019GGX104095）、山东省研究生教育创新计划项目（SDYY16027）、山东省研究生导师能力提升计划项目（SDYY18130）、山东省绿色建筑协同创新中心创新团队支持计划项目（X18024Z）的支持。

由于编著者水平所限，书中存在不足之处，恳请广大读者给予批评指正。

编著者