工业机器人及零部件结构设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李慧，马正先，逄波 著

图书标签:

• 工业机器人
• 机器人结构
• 机械设计
• 零部件设计
• 自动化
• 制造
• 机械工程
• CAD
• CAM
• 机器人技术

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122282309

版次：1

商品编码：12021611

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-01-01

用纸：胶版纸

页数：146

字数：201000

正文语种：中文

编辑推荐

适读人群 ：本书可作为工业机器人设计人员以及机械自动化专业本科生、研究生的参考书。
1 内容设计来自现场，非常实用：本书从工业机器人设计及应用的角度出发，通过设计案例较为全面系统地剖析了工业机器人设计与结构之间的关系。对冷冲压用机器人，热冲压用机器人，数控机床用机器人，装配用机器人及模块化工业机器人等多类工业机器人操作机进行研究与设计，特别对容易被忽视的部件连接与结构问题进行了阐述与比较，提出了机器人设计过程中存在的主要问题和相应的原则性解决方案。
2 案例指导性强，读者容易掌握：全书以设计案例为中心，以冷冲压用机器人，热冲压用机器人，数控机床用机器人，装配用机器人及模块化工业机器人等为主要研究对象，对其转动机构，升降机构，手臂机构，手腕机构，夹持机构及其它机构的特征、运动及结构进行深入探讨。采用工程图形、列表与文字融合的表达方式对机器人进行简明扼要地表达与阐述，力求使读者在深入地理解案例内部结构的同时全面地了解机器人的共性与特殊性，为机器人设计或选用提供帮助。

内容简介

本书从工业机器人设计及应用的角度出发，通过设计案例较为全面系统地剖析了工业机器人设计与结构之间的关系。对冷冲压用机器人、热冲压用机器人、数控机床用机器人、装配用机器人及模块化工业机器人等多类工业机器人操作机进行研究与设计，特别对容易被忽视的部件连接与结构问题进行了阐述与比较，提出了机器人设计过程中存在的主要问题和相应的原则性解决方案。
本书本着“理论�采杓篇灿τ谩钡男醋魉悸罚�共计6章。分别是：第1章导论；第2章工业机器人整体设计；第3章工业机器人的结构与驱动；第4章工业机器人控制装置；第5章典型工业机器人结构设计；第6章工业机器人零部件结构设计。
本书以设计案例为中心，以冷冲压用机器人、热冲压用机器人、数控机床用机器人、装配用机器人及模块化工业机器人等为主要研究对象，对其转动机构、升降机构、手臂机构、手腕机构、夹持机构及其他机构的特征、运动及结构进行深入探讨。采用工程图形、列表与文字融合的表达方式对机器人进行简明扼要的表达与阐述，力求使读者在深入理解案例内部结构的同时全面了解机器人的共性与特殊性，为机器人设计或选用提供帮助。
本书可作为工业机器人设计人员以及机械自动化专业本科生、研究生的参考书。

内页插图

目录

第1章导论
1.1工业机器人分类1
1.2工业机器人基本特性1
1.3工业机器人应用及前景2
1.4本书的主要内容与特点4
1.4.1主要内容4
1.4.2主要特点6
第2章工业机器人整体设计
2.1机器人总体设计方案制定与设计流程7
2.1.1总体设计方案制定7
2.1.2机器人设计流程11
2.2工业机器人的基本参数12
2.2.1工业机器人的基本技术参数12
2.2.2工业机器人的基本特征参数13
2.3工业机器人的配置16
2.3.1机械结构16
2.3.2运动性能/运动协同/运动功能/运动监控16
2.3.3通信工具/工程工具/应用工具17
2.4机器人操作机结构与设计18
第3章工业机器人的结构与驱动
3.1工业机器人的通用部件20
3.1.1滚珠导轨及滚柱导轨20
3.1.2滚珠丝杠�猜菽复�动及导轨21
3.2工业机器人的典型部件21
3.2.1操作机杆件回转用电驱动装置22
3.2.2带差动齿轮减速器的手腕传动机构23
3.2.3手臂用齿轮减速器机构24
3.2.4带机电驱动装置的回转机构26
3.2.5带蜗杆蜗轮减速器的手臂回转机构26
3.2.6带谐波齿轮减速器的手臂回转机构29
3.2.7电驱动的提升机构30
3.3工业机器人的装置与驱动32
3.3.1工业机器人的电驱动装置32
3.3.2工业机器人的液压与气动装置35
第4章工业机器人控制装置
4.1工业机器人控制系统简介40
4.1.1典型工业机器人控制系统硬件结构40
4.1.2工业机器人伺服控制系统43
4.1.3机器人控制系统的功能及实现过程44
4.1.4机器人控制系统控制方式47
4.1.5工业机器人控制系统的基本要求50
4.2工业机器人程序控制装置52
4.2.1单片机系统53
4.2.2可编程控制器59
4.2.3IPC系统63
4.3机器人位置与位移传感器68
4.3.1内传感器69
4.3.2外传感器75
第5章典型工业机器人结构设计
5.1工业机器人方案制定的基本原则和设计流程79
5.1.1工业机器人方案制定的基本原则79
5.1.2工业机器人设计流程的必要内容80
5.2冷冲压用机器人结构设计81
5.2.1GY型冷冲压用机器人特征要求81
5.2.2GY型冷冲压用机器人方案制定与设计流程82
5.2.3GY型冷冲压用机器人运动原理83
5.2.4GY型冷冲压用机器人结构设计85
5.3热冲压用机器人结构设计87
5.3.1GR型热冲压用机器人特征要求87
5.3.2GR型热冲压用机器人方案制定与设计流程87
5.3.3GR型热冲压用机器人运动原理89
5.3.4GR型热冲压用机器人结构设计90
5.4数控机床用机器人结构设计92
5.4.1GJ型数控机床用机器人特征要求92
5.4.2GJ型数控机床用机器人方案制定与设计流程93
5.4.3GJ型数控机床用机器人运动原理95
5.4.4GJ型数控机床用机器人结构设计97
5.5装配用机器人结构设计97
5.5.1GZ-Ⅱ型装配用机器人特征要求98
5.5.2GZ-Ⅱ型装配用机器人方案制定与设计流程98
5.5.3GZ-Ⅱ型装配用机器人运动原理100
5.5.4GZ-Ⅱ型装配用机器人结构设计101
5.6模块化工业机器人结构设计103
5.6.1GS型模块化工业机器人特征要求104
5.6.2GS型模块化工业机器人方案制定与设计流程104
5.6.3GS型模块化工业机器人运动原理106
5.6.4GS型模块化工业机器人结构设计109
第6章工业机器人零部件结构设计
6.1转动机构111
6.1.1转动机构设计流程111
6.1.2转动机构原理112
6.1.3转动机构结构与分析113
6.2升降机构115
6.2.1升降机构设计流程115
6.2.2升降机构原理116
6.2.3升降机构结构与分析117
6.3手臂机构120
6.3.1手臂机构设计流程120
6.3.2手臂机构原理122
6.3.3手臂机构结构与分析125
6.4手腕机构126
6.4.1手腕机构设计流程126
6.4.2手腕机构原理128
6.4.3手腕机构结构与分析129
6.5夹持机构132
6.5.1夹持机构设计流程132
6.5.2夹持机构原理134
6.5.3夹持机构结构与分析135
6.6其他机构137
6.6.1操作机水平移动机构137
6.6.2滑板机构141
参考文献

前言/序言

这是一本密切联系工程实际，结合大量机器人设计案例，系统地论述工业机器人及零部件结构设计的著作。
由于工业机器人是柔性生产不可或缺的设备，因此工业机器人及零部件结构设计将是机械制造及自动化的重要组成部分，是一种既要求多学科理论基础，更要求工程知识和实践经验的蕴藏着巨大优化和潜力的工作，但由于各种原因，目前对其系统研究的成果或论著却极少见。长期以来，由于系统地对工业机器人及零部件结构的分析研究较少，该方面知识主要靠设计者自己在工作实践中摸索积累，这给机器人设计与应用均带来较大的困难。结构设计知识的不足，不仅会极大地限制设计者的视野和创造力，还会限制机器人的发展和应用。笔者本着“理论�采杓篇灿τ谩钡睦砟钔瓿闪舜酥�作，重点在于应用，书中用大量案例较全面系统地阐述了工业机器人机械结构设计方面存在的共性问题，并提出了相应的原则性解决方案，具有很强的实用性。如果能为读者在工业机器人机械结构设计方面提供帮助，笔者将会感到极大的满足与欣慰。
全书共分6章，分别是：第1章导论；第2章工业机器人整体设计；第3章工业机器人的结构与驱动；第4章工业机器人控制装置；第5章典型工业机器人结构设计；第6章工业机器人零部件结构设计。本书是笔者在从事产品开发设计和学校教研的基础上，结合研究成果以及国内外的研究资料形成的。书中案例一方面是笔者在工作及研究中对该问题的看法与观点，另一方面是参考或汲取了国内外的资料。为了突出对机器人操作机设计的阐述及对其结构特殊性的重点描述，第3章、第5章及第6章的图例去掉了一些复杂的结构、要素及交叉重叠关系，书中在表达时仅给出了简洁示意和概略性的介绍，某些具体的零部件结构未能详细论述。
由于设计案例的软件、版本不同，实例的来源多，个别图例图面太大且复杂等原因，也会使得案例存在某些图的内容、格式表达不妥之处。并且，书中的诸多论点和观点也只是笔者一家之说。由于笔者水平及时间限制等，书中会出现笔者想不到或考虑不周的诸多问题或不足，恳请并欢迎读者及各界人士予以指正，共同商讨。
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；全书由马正先教授（E-mail：zhengxianma@163.com；QQ：1371347282）校对和审稿。本书得益于诸多同事与学生的帮助和丰富的媒体与资料，得益于马辰硕（E-mail：chenshuoma@students.mq.edu.au；QQ：243905263）等同学的支持，在此表达衷心的感谢。
本书笔者对书中引用文献的所有著作权人表示衷心感谢！

著者

好的，这是一本关于复杂系统建模与仿真的图书简介。 --- 书籍名称：复杂系统建模与仿真：理论、方法与实践应用 摘要 在当代工程、科学及管理领域，我们日益面临着由大量相互关联的组件构成的复杂系统。这些系统，无论是生物化学网络、大型城市交通流，还是金融市场波动或工业生产流程，其整体行为往往无法简单地通过分析其个体部分得出。理解、预测并优化这些系统的运行，需要一套严谨的数学工具、计算方法和跨学科的视角。《复杂系统建模与仿真：理论、方法与实践应用》正是这样一本旨在系统性介绍如何驾驭复杂系统挑战的专业著作。 本书深入探讨了从构建系统模型到实施高效数值仿真的全过程。它不仅提供了扎实的理论基础，更侧重于如何将这些理论转化为可操作的工程和科学工具，尤其强调在计算资源日益强大的背景下，如何应对多尺度、非线性、随机性和涌现性等复杂系统固有的难题。 第一部分：复杂系统的基础概念与建模范式 本部分为读者奠定理解复杂系统的理论基石。首先，书籍清晰界定了“复杂性”的内涵，区分了简单系统、复杂适应系统（CAS）与集总参数系统（Lumped Parameter Systems）。 核心内容包括： 1. 复杂性的多维刻画： 介绍信息熵、相空间重构、网络拓扑不变量等关键指标，用以量化系统的复杂程度、自组织能力和鲁棒性。 2. 建模范式综述： 系统地回顾了主流的建模哲学。重点分析了基于机理的建模（如微分方程组）、基于数据的建模（如灰色系统理论和机器学习方法），以及基于智能体的建模（Agent-Based Modeling, ABM）三条主要路径的优缺点和适用场景。 3. 网络科学基础： 复杂系统往往体现为网络结构。本章详述了图论在建模中的应用，包括不同网络拓扑（如随机网络、小世界网络、无标度网络）的生成模型（如Erdős–Rényi模型、Barabási–Albert模型），以及关键的中心性度量（度中心性、介数中心性、接近中心性）如何揭示系统中的关键节点和信息流瓶颈。 第二部分：多尺度、非线性和随机性建模技术 复杂系统研究的难点通常在于其行为在不同时间或空间尺度上表现出截然不同的规律，且往往包含显著的随机扰动和强烈的非线性反馈。本部分专注于解决这些技术难题。 1. 多尺度建模： 深入讲解了如何处理跨越多个时间或空间尺度的现象。内容涵盖平均场理论（Mean-Field Theory）在宏观近似中的应用，升尺度（Upscaling）与降尺度（Downscaling）技术的数学基础，以及在有限元方法（FEM）和有限体积方法（FVM）框架下如何整合多物理场耦合效应。 2. 非线性动力学与混沌： 详细分析了非线性系统中的关键现象，如分岔（Bifurcation）、极限环和混沌行为。重点介绍庞加莱截面法、李雅普诺夫指数计算在识别系统稳定性和不可预测性中的作用。 3. 随机过程与不确定性量化（UQ）： 针对系统内部或外部的随机性，本书介绍了马尔可夫链、随机微分方程（SDEs）的建立与求解。UQ部分侧重于如何量化模型输入参数的不确定性如何传递至系统输出，应用如蒙特卡洛方法（MC）、概率加权积分法（PCE）在工程决策中的应用。 第三部分：高效数值仿真方法与计算挑战 建立模型后，求解复杂系统方程组往往需要强大的计算资源和优化的算法。《第三部分》聚焦于将理论模型转化为可执行、可信赖的仿真流程。 1. 高维微分方程求解策略： 针对大规模常微分方程（ODE）和偏微分方程（PDE）系统，本书对比分析了显式、隐式和半隐式时间积分方法的性能权衡，特别是广义 $alpha$ 法和新时间积分方案在处理系统刚性（Stiffness）问题上的优势。 2. 并行计算与分布式仿真： 鉴于现代复杂系统的规模，单核计算已无法满足需求。本章详述了域分解方法（Domain Decomposition Methods），基于消息传递接口（MPI）的并行求解器构建，以及如何设计有效的负载均衡策略来优化大规模仿真任务的执行效率。 3. 模型降阶（Model Order Reduction, MOR）： 当模型维度过高导致实时仿真困难时，MOR技术成为关键。详细介绍了本征正交分解（POD）、平衡截断（Balanced Truncation）等技术，如何高效地提取系统的低维、但保持关键动态特性的简化模型，这对于实时控制和交互式分析至关重要。 第四部分：系统分析、验证与工程应用案例 本部分将理论和方法应用于实际场景，强调模型的有效性和实用性。 1. 模型验证与确认（V&V）： 阐述了严格的V&V流程在确保仿真结果可信度中的核心地位。内容包括敏感性分析（SA）、不确定性量化在模型校准中的作用，以及如何利用实验数据对模型进行定性和定量的交叉验证。 2. 复杂系统优化与控制： 探讨了如何在仿真环境中设计和测试控制策略。重点关注基于模型的预测控制（MPC）在处理具有时间延迟和约束条件的非线性复杂系统中的应用。此外，还介绍了启发式优化算法（如遗传算法、粒子群优化）在寻找全局最优解方面的应用。 3. 案例研究精选： 通过详尽的实例展示本书所学方法。包括大型电网的暂态稳定分析、城市交通网络的拥堵预测模型，以及生物信息学中的蛋白质折叠动力学模拟。这些案例展示了不同建模范式（ABM、PDE、网络模型）的灵活切换与集成应用。 目标读者 本书面向高级本科生、研究生、工程研究人员以及需要处理复杂系统建模与仿真任务的专业工程师。阅读本书需要具备微积分、线性代数和基础数值分析知识。 通过系统学习本书内容，读者将能够独立构建、求解和分析复杂的动态系统，从而在科学研究和高技术工程领域做出更精确的预测和决策。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版实在让人眼前一亮，封面设计极具现代感，那种冷峻的金属质感和未来科技的线条感扑面而来，让人立刻联想到精密制造的殿堂。我原本以为这会是一本晦涩难懂的技术手册，但翻开扉页后才发现，作者在内容编排上着实下了不少功夫。章节之间的过渡非常自然，从宏观的机器人发展史脉络，到具体的执行机构原理，逻辑链条清晰得就像一个设计完美的装配图。特别是图示部分，高清的剖面图和动态仿真截图，即便是初学者也能迅速抓住核心概念，这对于我这种需要快速掌握行业概貌的跨界读者来说，简直是福音。书中对各种关节和驱动系统的详细讲解，让我对工业机器人的“骨骼”有了更深层次的理解，特别是那些关于材料选择和疲劳分析的章节，虽然技术性很强，但作者似乎总能找到一种平易近人的方式来阐述复杂的力学问题。读完前几章，我感觉自己仿佛置身于一个高精尖的机械设计工作室，而不是在啃一本枯燥的教材。

评分☆☆☆☆☆

这本册子的阅读体验，从物理层面到知识获取层面，都是一流的。纸张的质感很棒，拿在手里很有分量，油墨的着色均匀，即使用荧光笔标记也完全不会洇墨，这对于我这种习惯做大量批注的读者来说至关重要。内容结构上，作者构建了一个从理论到实践的完美金字塔。理论基础打得牢固，基础的运动学、动力学推导清晰可循，但最精彩的是它在每一个理论单元后面，都无缝衔接了具体到某一个执行单元（比如谐波齿轮箱或RV减速器）的结构剖析。我原本对这些精密部件的内部结构总是一知半解，但这本书通过细致的图解和严谨的文字描述，彻底打消了我的疑惑。书中对不同传动链的优缺点对比分析，不仅给出了明确的结论，还提供了详细的量化指标作为支撑，这使得我们在面对实际选型难题时，有了一个可靠的决策依据。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的深度感到非常惊讶，它显然不是那种泛泛而谈、只停留在概念层面的入门读物。作者显然是深耕行业多年的专家，其对细节的捕捉能力令人叹服。例如，书中对特定型号减速器的误差补偿算法的论述，其详尽程度几乎可以作为一份项目技术规范书来参考。我尤其欣赏其中关于“可维护性设计”的章节，这往往是教科书容易忽略的实际工程问题。作者没有仅仅停留在“如何设计一个能动的东西”，而是深入探讨了“如何设计一个易于拆卸、更换和校准的系统”。这一点非常实用，它体现了一种以终为始的设计哲学。我注意到书中引用了许多最新的国际标准和行业案例，这使得内容的时效性非常强，读起来让人感觉紧跟前沿。对于那些想在工业自动化领域进行深入研究或实际项目开发的人来说，这本书的价值远远超出了其定价，它更像是一份知识产权密集的内部培训资料。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我最初对这本书抱有一丝怀疑，因为市场上关于“机器人”的书籍汗牛充栋，很多都是东拼西凑的二手信息堆砌。然而，这本书的专业性和系统性完全超出了我的预期。它在论述过程中展现出的对制造工艺的深刻理解，让我印象尤为深刻。书中对某些关键连接件的表面处理要求、装配公差的控制标准，其描述的细致程度，几乎可以指导车间操作员进行实际装配。我特别关注了关于“防尘与密封”的章节，这在实际的工业应用中是决定设备寿命的关键因素，而这本书对不同防护等级（IP Rating）下的结构设计取舍，提供了非常实际的权衡分析。这本书的价值在于它真正架起了理论设计图纸与工厂生产线之间的桥梁，它教会的不仅是计算，更是如何将计算结果转化为一个能够在严苛环境中长期稳定运行的实体。它是一本真正意义上的“实战手册”，而不是一本“理论说教集”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的行文风格非常沉稳、严谨，带着一种老派工程师的匠人精神。它没有花哨的修辞，每一个句子都直指核心，充满了信息密度。我发现自己阅读的速度不自觉地慢了下来，因为我需要时间来消化其中蕴含的工程智慧。它不仅仅是在描述“是什么”，更是在解释“为什么会是这样”。比如在讨论机器人的本体刚度设计时，作者引入了有限元分析的初步概念，并用非常直观的语言解释了截面惯性矩与结构稳定性的关系，这种跨学科的知识整合能力非常高超。更难能可贵的是，书中对“可靠性”的探讨，它不像其他书籍那样简单地提及，而是从设计容差、材料疲劳极限等多个维度，深入剖析了工业环境下系统失效的可能性，并提供了规避策略。这本书读下来，感觉不仅仅是学习了知识，更像是接受了一次系统的工程思维训练，让人受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

好。zzzzzzzzz

评分☆☆☆☆☆

内容适合初学者

评分☆☆☆☆☆

快放假了，买些书看看，充充电！

评分☆☆☆☆☆

粗略

评分☆☆☆☆☆

虽然印刷不错，但是内容垃圾，没什么用处。

评分☆☆☆☆☆

挺好的…………………………

评分☆☆☆☆☆

传说评价有积分，

评分☆☆☆☆☆

书太薄，里面目录看着挺多，实际上内容很糙

评分☆☆☆☆☆

内容适合初学者