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出版者:机械工业出版社

作者:王旭东

出品人:

页数:460

译者:

出版时间:2007-5

价格:30.00元

装帧:平装

isbn号码:9787111210894

丛书系列:

图书标签:

• 汽车电子
• 电子控制
• 汽车工程
• 传感器
• 执行器
• ECU
• 汽车技术
• 嵌入式系统
• 控制系统
• 汽车维修

《工业机器人末端执行器技术解析与实践》 本书旨在深入探讨工业机器人末端执行器（End-Effector）的核心技术、设计原理、选型策略以及实际应用案例，为读者提供一个全面而系统的技术指导。末端执行器作为工业机器人最直接与工作环境交互的部件，其性能优劣直接关系到机器人的生产效率、加工精度和作业柔性。本书将从基础理论到前沿技术，层层剥开末端执行器领域的神秘面纱。 第一部分：末端执行器基础理论与分类 本部分将首先阐述末端执行器的基本概念、功能定位以及在整个机器人系统中的重要性。我们将详细介绍末端执行器的主要分类，包括但不限于： 夹持器类： 涵盖气动夹爪、电动夹爪、液压夹爪、真空吸盘等，分析其驱动方式、抓取原理、适应范围以及优缺点。重点讲解不同工件材质、形状和重量下夹持器的最优选择。 工具类： 包括焊接工具（焊枪、焊钳）、喷涂工具（喷枪）、打磨抛光工具、切割工具、测量探针等。深入分析各类工具的工作原理、控制要求以及与机器人的集成方式。 柔性末端执行器： 介绍近年来兴起的仿生、柔性材料制成的末端执行器，探讨其在处理易损件、不规则形状工件方面的优势，以及其驱动和感知技术。 多功能末端执行器： 探讨集成多种功能的末端执行器，如集成了传感器、力反馈装置等的末端执行器，分析其如何提高机器人作业的智能化和自动化水平。 第二部分：末端执行器关键技术解析 本部分将聚焦于末端执行器设计和制造中的关键技术，深入剖析其内在逻辑和实现方法： 驱动与控制技术： 详细介绍伺服电机、步进电机、气动马达、液压系统等常用驱动方式的原理、特性及选型考虑。探讨PID控制、模糊控制、自适应控制等在末端执行器精确控制中的应用。 传感器技术在末端执行器中的应用： 重点介绍力/力矩传感器、视觉传感器（如CCD、CMOS）、接近传感器、温度传感器等在末端执行器上的集成和应用。分析这些传感器如何实现目标识别、姿态估计、碰撞检测、力控装配等高级功能。 材料科学与结构设计： 探讨不同材料（如铝合金、不锈钢、工程塑料、复合材料）在末端执行器结构件设计中的应用，分析其力学性能、耐磨性、耐腐蚀性等。介绍有限元分析（FEA）等仿真工具在结构优化中的作用。 快速换装技术（Quick Changeover）： 深入研究各种快速换装系统的设计，包括手动、半自动和全自动换装方式，分析其对接精度、可靠性、标准化以及对生产效率的影响。 通信接口与集成： 讲解末端执行器与机器人控制器之间的通信协议（如EtherNet/IP, Profinet, Modbus TCP）以及常见的接口标准（如ISO 9409-1），确保顺畅的数据交互和系统集成。 第三部分：末端执行器选型与设计要点 本部分将提供一套系统性的末端执行器选型框架和设计指导： 应用场景分析： 如何根据具体应用场景（如汽车零部件装配、电子产品制造、食品包装、物流搬运等）的需求，明确对末端执行器的功能、负载能力、精度、速度、防护等级等要求。 性能参数解读： 详细解释末端执行器的关键性能参数，如最大负载、重复定位精度、工作范围、响应时间、防护等级（IP等级）等，并指导读者如何根据实际需求进行评估和匹配。 经济性考量： 探讨不同类型末端执行器的成本构成，以及在满足性能要求的前提下，如何实现经济最优选择。 人机工程学与安全设计： 强调末端执行器在设计中应考虑的操作便捷性、易维护性以及安全性，包括防夹手设计、紧急停止机制等。 标准化与定制化： 分析标准末端执行器模块的优势，以及在特定复杂应用中进行定制化设计的必要性和流程。 第四部分：典型应用案例与前沿技术展望 本部分将通过丰富的实际案例，展示末端执行器在各行各业中的成功应用，并对未来发展趋势进行展望： 汽车制造领域： 汽车焊装、总装、发动机装配等环节中末端执行器的应用，如大型夹爪、高精度焊接工具、柔性机器人手臂等。 电子产品制造： SMT贴片、精密元器件抓取、AOI检测等场景下微型夹爪、真空吸盘、智能测量工具的应用。 食品与医药行业： 卫生级夹爪、无菌环境下的末端执行器、高效包装工具的应用。 物流与仓储： 自动化分拣、装卸、拣选等应用中的高性能抓取与搬运末端执行器。 新兴技术展望： 探讨AI与机器学习在末端执行器自适应抓取、路径规划中的应用，软体机器人末端执行器的发展前景，以及与5G、边缘计算结合带来的智能化升级。 本书内容涵盖了从理论到实践的各个层面，逻辑清晰，条理分明。通过对本书的学习，读者将能够深刻理解工业机器人末端执行器的核心技术，掌握科学的选型方法，并能有效地将其应用于实际生产环境中，从而提升自动化生产的效率和智能化水平。本书适合工业机器人工程师、自动化设备设计师、生产线规划人员以及对机器人技术感兴趣的在校学生和研究人员阅读。

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从整体阅读体验上来说，这本书的语言风格是一种非常成熟、沉稳的“学院派”叙述，但与传统教科书那种枯燥的腔调不同，它在保持学术严谨性的同时，保持了一种恰到好处的“人文关怀”。作者很少使用那些故作高深的行话来堆砌篇幅，而是尽可能使用清晰、准确的中文进行阐述，仿佛一位经验丰富的前辈在面对面地为你讲解复杂概念，语调平和，逻辑清晰，毫无卖弄之意。这种流畅的文字过渡，使得即便是跨越了多个学科领域的章节，读者也能感觉到知识点之间的内在联系是连续且紧密的，中间没有出现那种令人困惑的“知识断崖”。我特别关注了关于未来技术趋势的展望部分，作者的预测非常审慎且基于现有技术瓶颈的分析，没有陷入过度乐观或悲观的陷阱，展现出一种冷静且具有前瞻性的洞察力。总而言之，这是一部集权威性、系统性、易读性于一体的优秀著作，对于任何想在这个领域深耕的专业人士来说，都是一份不可多得的宝贵财富。

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我花了整整一个周末的时间来梳理前三章的内容，不得不说，作者的叙事逻辑简直是一流水准。他没有急于抛出那些令人望而生畏的复杂算法，而是像一位经验老到的导师，循序渐进地引导读者进入构建知识体系的殿堂。开篇对于“系统思维”的阐述尤为精辟，他强调了在处理任何工程问题时，必须先从整体架构而非局部细节入手，这种宏观的视角在很多技术手册中是缺失的。书中对“模块化设计”的解构，更是让我茅塞顿开。他通过剖析几个历史上经典的失败案例，反向论证了良好接口定义和冗余备份的重要性，使得那些原本抽象的概念变得具体可感、触手可及。尤其赞赏的是，作者在论述过程中，非常巧妙地融入了大量的历史发展脉络，让读者明白当前的技术状态并非凭空出现，而是无数先驱者智慧的结晶。这种带有历史厚重感的讲解方式，极大地激发了我探索底层原理的兴趣，而不是仅仅满足于停留在“会用”的层面。整本书读下来，感觉像是在进行一次系统的“思维升级”，而非简单的“知识输入”。

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我必须得提一下这本书的参考文献和附录部分，这通常是衡量一本技术著作是否“扎实”的关键指标。我习惯性地翻阅了最后几章的引用列表，发现其广度和深度都令人印象深刻。它不仅收录了近五年内国际顶级期刊的重量级论文，甚至还追溯到了上世纪八九十年代奠基性的行业标准文档，这表明作者在资料收集上是下了大功夫，绝非简单地拼凑现有资料。更重要的是，作者在正文引用某些关键理论时，总会用一种非常克制的学术语气进行标注，让你清晰地知道哪些是公认的理论，哪些是作者基于现有研究提出的延伸观点。附录部分的处理也十分人性化，它没有堆砌冗余的数据，而是精选了一些高度实用的工具性内容，比如常用的数学公式推导汇总、行业内关键术语的对比词典等。这些附件内容，使得这本书从一本单纯的理论教材，升级成了一本可以长期置于案边、随时查阅的“实用工具箱”，极大地增强了其在实际工作中的应用价值。

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这本书的插图质量简直是业界标杆。我接触过的技术书籍中，不少插图要么模糊不清，要么比例失调，导致关键结构无法被准确识别。然而，这部作品中的每一张流程图、每一个剖面示意图，都仿佛是出自顶尖的CAD工程师之手，线条的粗细、颜色的区分，都精准服务于信息传达的目的。特别是关于能量转换和信号处理那一块的图示，作者使用了非常现代化的视觉语言，比如用动态的箭头表示能量流向，用不同饱和度的颜色来区分信号的强度和频率范围，这对于视觉学习者来说是巨大的福音。我记得其中有一张关于分布式控制网络的拓扑结构图，通常这类图纸都是复杂到让人头疼，但这本书的处理方式是分层展开，从主干网络到各个子节点，层层递进，配合精确的图例说明，即便是一个初次接触这种架构的新手，也能在五分钟内掌握其核心逻辑。这种对细节的极致追求，充分体现了编者团队对专业水准的严格把控，让阅读过程中的理解效率得到了几何级的提升，真正做到了“一图胜千言”。

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这本书的装帧设计着实引人注目，那种深邃的墨绿色调，配上烫金的字体，瞬间就给人一种专业、严谨又不失典雅的感觉。我特意留意了一下封面上的那一行小字，似乎是关于某个特定年份的修订版，这让我对内容的更新程度抱有极高的期待。拿到手里掂了掂，分量十足，一看目录就知道内容涉猎之广，从基础的电磁学原理到复杂的系统集成，几乎涵盖了整个现代工业设计领域的核心脉络。我最欣赏的是它在理论深度与实际案例之间的平衡把握，很多教材往往一头偏向晦涩的公式推导，另一头又流于表面化的操作演示，但这本书似乎找到了一个完美的黄金分割点。特别是关于材料科学与结构力学的交叉部分，作者引用了大量最新的研究成果，配图清晰、注释详尽，即便是初学者也能通过图示理解复杂的力学模型，这对于我们这种需要跨界知识支撑的工程师来说，简直是雪中送炭。翻阅过程中，我注意到排版非常考究，行间距和字号的选取都充分考虑了长时间阅读的舒适度，这体现了出版方对读者的尊重，也侧面印证了这本书的价值定位——它不是一本快餐式的工具书，而是一部值得反复研读的案头参考。

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