本书是一本侧重于培养机械类本科高年级学生独立设计能力的综合课程设计指导书。本书重在讲授设计理论、方法和应用。第1章讲述机械设计者素质与机械设计综合课程设计，从学生前期设计的遗留问题入手，论述学生应具备的基本素质以及独立设计能力的培养；第2章讲述工业机器人操作臂设计基础，包括设计工业机器人必备的概念、构型、基本参数和特性、驱动与传动等基础知识，重点论述工业机器人操作臂设计过程与内容、机构形式与结构设计，以及需考虑和解决的实际问题等；第3章讲述现代工业机器人操作臂的设计与实例，包括工业机器人操作臂设计的特点、专用滚动轴承以及精密减速器在机器在机器人本体设计上的应用等，并给出设计实例；第4章讲述机器人操作臂机构运动学分析方法与运动学解求解，为后面机器人机构学理论奠定基础；第5章讲述了机器人操作臂虚拟样机设计与运动仿真并给出了相关的工具软件主要功能，最后给出了仿真实例供学生参考；第6章为机器人操作臂设计综合课程设计，包括题目选择、设计要求、参数拟定、计算说明书要求、进度安排、总结与答辩、答辩用题等；附录为电动机、减速器等选型用技术资料。

本书图文并茂，通俗易懂，突出机构与结构设计、设计理论与方法，以及系统设计，较多地融入了作者在多年教学、科研工作中系统设计方面的思想和理论，系统地讲述、归纳总结了从传统设计到现代设计的完整过程与内容；从机械类专业教育与教学融合角度倡导新工科教育教学思想。本书可作为机械类本科高年级学生的综合课程设计用书，也可供从事机器人操作臂设计的工程技术人员参考。

吴伟国

哈尔滨工业大学教授，博士生导师，机电控制及自动化学科工学博士（师从中国工程院院士蔡鹤皋教授），日本国立名古屋大学微系统工学博士后研究员（师从国际著名机器人学与微纳系统工学学者福田敏男教授）。作为项目负责人先后主持完成国家自然科学基金、国家863计划、国家重点实验室、教育部归国留学基金等项目10余项，主持在研“十三五”国家重点研发计划项目课题、参与在研国家自然科学基金重点课题各1项。发表学术论文80余篇；参编“十一五”国家级规划教材1部，著有国家出版基金项目资助著作3部；获部级科技进步奖一、二等奖各1项，以第1发明人获国家授权发明专利权15项。研究方向：工业机器人、仿生防人机器人及其智能运动控制、人工情感等。

目录

第1章 机械设计者素质与机械设计综合课程设计

1.1机械设计者应具备的基本素质

1.2关于机械图图样设计能力的培养

1.3机械设计综合课程设计的目的和意义

1.4机械设计综合课程设计的教学安排

第2章 工业机器人操作臂设计基础

2.1工业机器人操作臂的用途和系统组成

2.2工业机器人操作臂的机构形式

2.3工业机器人操作臂的设计要求与特点

2.4工业机器人操作臂的机械传动设计基础

2.5工业机器人操作臂的机械结构设计

第3章 现代工业机器人操作臂的设计与实例

3.1现代工业机器人制作商生产的机器人操作臂系统特点

3.2现代工业机器人产品中的新型滚动轴承

3.3以精密减速器元部件驱动的工业机器人操作臂关节机构与机械结构设计

3.4类似MOTOMAN工业机器人操作臂的关节机构与机械结构设计实例

第4章 机器人操作臂机构运动学分析方法与运动学解求解

4.1机械系统机构运动学基本概念与机构运动学解析解求解方法概述

4.2机器人操作臂机构运动学分析的解析几何方法

4.3六自由度PUMA机器人操作臂的机构运动学解析的齐次坐标变换矩阵法

第5章 机器人操作臂虚拟样机设计与运动仿真

5.1现代机械系统设计与仿真分析方法导论

5.2用于机器人虚拟样机技术的设计与分析型工具软件及模型导入方法

5.3工业机器人操作臂虚拟样机运动样本数据生成与运动仿真

5.4 用ADAMS软件进行机器人操作臂虚拟样机设计与运动仿真的实例

第6章 机器人操作臂设计综合课程设计

6.1题目选择方案、设计要求与参数

6.2设计计算说明书要求

6.3本综合课程设计各阶段与进度

6.4关于机器人操作臂虚拟样机设计与仿真类的综合课程设计内容及任务

6.5机器人操作臂设计综合课程设计总结和答辩

附录

附录1谐波减速器（中技克美XB1型）

附录2 RV减速器（帝人RV-E系列减速器）

附录3 AC伺服电动机（安川SGMPH型AC伺服电动机）

附录4 DC伺服电动机（矩奉电动机）

附录5 附录1~4产品样本资料参考资料网址

参考文献