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机器人学导论(原书第4版)

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  • 日期: 2022-01-09
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标签: 机器人

机器人

本书系统讲解了机器人学的理论知识,主要内容包括:空间位姿的描述和变换、操作臂的正运动学和逆运动学、操作臂的雅可比、操作臂动力学、轨迹规划、操作臂的机构设计、操作臂的线性和非线性控制、操作臂的力控制、机器人编程语言和离线编程。此外,各章末包括不同难度的习题、编程练习和MATLAB练习。本书可作为高等院校相关专业的教材和参考书,也可供相关技术人员参考。

目录

Introduction  to  Robotics:  Mechanics  and  Control,  Fourth  Edition

译者序

前言

第1章概述

1.1背景

1.2操作臂的力学与控制

1.3符号

参考文献

习题

编程练习

MATLAB练习

第2章空间描述和变换

2.1引言

2.2描述:位置、姿态与位姿

2.3映射:从一个坐标系到另一坐标系的变换

2.4算子:平移、旋转和变换

2.5总结和说明

2.6变换的计算

2.7变换方程

2.8其他姿态描述

2.9自由矢量的变换

2.10计算问题

参考文献

习题

编程练习

MATLAB练习

第3章操作臂运动学

3.1引言

3.2连杆的描述

3.3连杆连接的描述

3.4连杆坐标系的定义

3.5操作臂运动学

3.6驱动器空间、关节空间和笛卡儿空间

3.7实例:两种工业机器人的运动学问题

3.8坐标系的标准命名

3.9工具的位置

3.10计算问题

参考文献

习题

编程练习

MATLAB练习

第4章操作臂逆运动学

4.1引言

4.2解的存在性

4.3当n<6时操作臂子空间的描述

4.4代数解法和几何解法

4.5简化成多项式的代数解法

4.6三轴相交的Pieper解法

4.7操作臂逆运动学实例

4.8标准坐标系

4.9操作臂求解

4.10重复精度和精度

4.11计算问题

参考文献

习题

编程练习

MATLAB练习

第5章雅可比:速度和静力

5.1引言

5.2时变位置和姿态的符号表示

5.3刚体的线速度和角速度

5.4对角速度的进一步研究

5.5机器人连杆的运动

5.6连杆之间的速度“传递

5.7雅可比

5.8奇异性

5.9操作臂的静力

5.10力域中的雅可比

5.11速度和静力的笛卡儿变换

参考文献

习题

编程练习

MATLAB练习

第6章操作臂动力学

6.1引言

6.2刚体的加速度

6.3质量分布

6.4牛顿方程和欧拉方程

6.5牛顿欧拉递推动力学方程

6.6迭代形式与封闭形式

6.7封闭形式的动力学方程应用举例

6.8操作臂动力学方程的结构

6.9操作臂动力学的拉格朗日方程

6.10笛卡儿空间中的操作臂动力学

6.11考虑非刚体影响

6.12动力学仿真

6.13计算问题

参考文献

习题

编程练习

MATLAB练习

第7章轨迹生成

7.1引言

7.2关于路径描述和路径生成的综述

7.3关节空间的规划方法

7.4笛卡儿空间规划方法

7.5笛卡儿路径的几何问题

7.6路径的实时生成

7.7使用机器人编程语言描述路径

7.8使用动力学模型的路径规划

7.9无碰撞路径规划

参考文献

习题

编程练习

MATLAB练习

第8章操作臂的机构设计

8.1引言

8.2基于任务需求的设计

8.3运动学构型

8.4工作空间属性的定量方法

8.5冗余结构与闭链结构

8.6驱动方案

8.7刚度与变形

8.8位置检测

8.9光学编码器

8.10力传感

参考文献

习题

编程练习

MATLAB练习

第9章操作臂的线性控制

9.1引言

9.2反馈与闭环控制

9.3二阶线性系统

9.4二阶系统的控制

9.5控制规律的分解

9.6轨迹跟踪控制

9.7抑制干扰

9.8连续控制与离散时间控制

9.9单关节的建模和控制

9.10工业机器人控制器的结构

参考文献

习题

编程练习

MATLAB练习

第10章操作臂的非线性控制

10.1引言

10.2非线性系统和时变系统

10.3多输入多输出控制系统

10.4操作臂的控制问题

10.5实际问题

10.6当前工业机器人控制系统

10.7李雅普诺夫稳定性分析

10.8基于笛卡儿坐标的控制系统

10.9自适应控制

参考文献

习题

编程练习

第11章操作臂的力控制

11.1引言

11.2工业机器人在装配作业中的应用

11.3部分约束任务中的控制坐标系

11.4力/位混合控制问题

11.5质量弹簧系统的力控制

11.6力/位混合控制方法

11.7当前工业机器人控制方法

参考文献

习题

编程练习

第12章机器人编程语言及编程系统

12.1引言

12.2可编程机器人的三个发展水平

12.3应用实例

12.4机器人编程语言的必要条件

12.5机器人编程语言的特殊问题

参考文献

习题

编程练习

第13章离线编程系统

13.1引言

13.2离线编程系统的要点

13.3PILOT仿真器

13.4离线编程系统的自动子任务

参考文献

习题

编程练习

附录A三角恒等式

附录B24种转角排列设定法

附录C逆运动学公式

部分习题答案

索引

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