| 作者 |
| 蔡自兴 约翰J.克雷格 |
| 丛书名 |
| 机器人工程技术丛书 |
| 出版社 |
| 机械工业出版社 |
| ISBN |
| 9782102031690 |
| 简要 |
| 简介 |
| 内容简介书籍计算机书籍 ---------------------------机器人学基础（第3版）--------------------------- 本书是一部比较系统和全面的机器人学导论性著作，主要介绍机器人学的基本原理及其应用，反映出国内外机器人学研究和应用的最新进展。全书共10章，主要内容包括机器人学的起源与发展、机器人学的数理基础、机器人运动学的表示与求解、机器人动力学方程、机器人的控制原则和控制方法、机器人传感器、机器人轨迹规划、机器人程序设计、机器人的应用和展望等。 ---------------------------机器人学导论（原书第4版）--------------------------- 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 |
---------------------------机器人学基础（第3版）--------------------------- 代序 前言 第1章 绪论1 1.1 机器人学的发展1 1.1.1 机器人的由来1 1.1.2 机器人的定义2 1.1.3 国际机器人学的进展2 1.1.4 中国机器人学的进展3 1.2 机器人的特点、结构与分类6 1.2.1 机器人的主要特点6 1.2.2 机器人系统的结构6 1.2.3 机器人的自由度8 1.2.4 机器人的分类8 1.3 机器人学与人工智能12 1.3.1 机器人学与人工智能的关系12 1.3.2 机器人学的研究领域和智能机器人13 1.4 机器人学的应用领域15 1.4.1 工业机器人15 1.4.2 探索机器人15 1.4.3 服务机器人16 1.4.4 军用机器人17 1.5 机器人市场的现状和趋势17 1.5.1 国际机器人市场17 1.5.2 中国工业机器人市场19 1.6 本书概要19 1.7 本章小结20 习题21 第2章 数理基础23 2.1 位置和姿态的表示23 2.1.1 位置描述23 2.1.2 方位描述23 2.1.3 位姿描述24 2.2 坐标变换25 2.2.1 平移坐标变换25 2.2.2 旋转坐标变换25 2.3 齐次坐标变换26 2.3.1 齐次变换26 2.3.2 平移齐次坐标变换28 2.3.3 旋转齐次坐标变换29 2.4 物体的变换及逆变换30 2.4.1 物体位置描述30 2.4.2 齐次变换的逆变换31 2.4.3 变换方程初步33 2.5 通用旋转变换34 2.5.1 通用旋转变换公式34 2.5.2 等效转角与转轴35 2.6 本章小结36 习题37 第3章 机器人运动学39 3.1 机器人运动方程的表示39 3.1.1 运动姿态和方向角40 3.1.2 运动位置和坐标42 3.1.3 连杆变换矩阵及其乘积…43 3.2 机械手运动方程的求解46 3.2.1 欧拉变换解46 3.2.2 滚、仰、偏变换解49 3.2.3 球面变换解50 3.3 PUMA 560机器人运动方程51 3.3.1 PUMA 560运动分析51 3.3.2 PUMA 560运动综合55 3.4 本章小结58 习题58 第4章 机器人动力学63 4.1 刚体动力学63 4.1.1 刚体的动能与位能64 4.1.2 动力学方程的两种求法…66 4.2 机械手动力学方程70 4.2.1 速度的计算71 4.2.2 动能和位能的计算72 4.2.3 动力学方程的推导75 4.3 本章小结76 习题77 第5章 机器人控制79 5.1 机器人的基本控制原则79 5.1.1 基本控制原则79 5.1.2 伺服控制系统举例82 5.2 机器人的位置控制84 5.2.1 直流传动系统的建模84 5.2.2 位置控制的基本结构87 5.2.3 单关节位置控制器89 5.2.4 多关节位置控制器96 5.3 机器人的力和位置混合控制98 5.3.1 力和位置混合控制方案…98 5.3.2 力和位置混合控制系统控制规律的综合101 5.4 机器人的智能控制105 5.4.1 智能控制系统的分类105 5.4.2 机器人自适应模糊控制…110 5.4.3 多指灵巧手的神经控制…113 5.5 深度学习在机器人控制中的应用116 5.6 本章小结119 习题120 第6章 机器人传感器123 6.1 机器人传感器概述123 6.1.1 机器人传感器的特点与分类123 6.1.2 应用传感器时应考虑的问题125 6.2 内传感器126 6.2.1 位移位置传感器126 6.2.2 速度和加速度传感器130 6.2.3 力觉传感器131 6.3 外传感器134 6.3.1 触觉传感器134 6.3.2 应力传感器137 6.3.3 接近度传感器138 6.3.4 其他外传感器140 6.4 机器人视觉装置141 6.4.1 机器人眼141 6.4.2 视频信号数字变换器143 6.4.3 固态视觉装置144 6.4.4 激光雷达147 6.5 本章小结148 习题148 第7章 机器人轨迹规划150 7.1 轨迹规划应考虑的问题150 7.2 关节轨迹的插值计算151 7.2.1 三次多项式插值152 7.2.2 过路径点的三次多项式插值153 7.2.3 高阶多项式插值154 7.2.4 用抛物线过渡的线性插值155 7.2.5 过路径点用抛物线过渡的线性插值156 7.3 笛卡儿路径轨迹规划157 7.4 规划轨迹的实时生成163 7.5 本章小结165 习题166 第8章 机器人编程168 8.1 机器人编程要求与语言类型168 8.1.1 对机器人编程的要求168 8.1.2 机器人编程语言的类型…169 8.2 机器人语言系统结构和基本功能171 8.2.1 机器人语言系统的结构…171 8.2.2 机器人编程语言的基本功能171 8.3 机器人操作系统ROS173 8.4 常用的工业机器人编程语言176 8.4.1 VAL语言176 8.4.2 SIGLA语言177 8.4.3 IML语言178 8.4.4 AL语言178 8.5 解释型脚本语言Python179 8.5.1 Python语言的基本数据结构180 8.5.2 选择结构和循环结构182 8.5.3 Python的函数183 8.6 基于MATLAB的机器人学仿真184 8.6.1 坐标变换185 8.6.2 构建机器人对象185 8.6.3 机器人运动学求解188 8.6.4 轨迹规划188 8.7 机器人的离线编程189 8.7.1 机器人离线编程的特点和主要内容190 8.7.2 机器人离线编程系统的结构191 8.8 本章小结194 习题195 参考文献198 ---------------------------机器人学导论（原书第4版）--------------------------- 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 |