機器人系統（原書第2版）

譯者序
前言
第1章 緒論  1
1.1  機械手  3
1.2  工業機器人  6

第2章 齊次變換矩陣  9
2.1  平移變換  9
2.2  旋轉變換  10
2.3  位姿和位移  13
2.4  機器人的幾何模型  16

第3章 機器人機構的幾何描述  21
3.1 運動副的矢量參數  21
3.2 機構的矢量參數  24

第4章 方向  30

第5章 二連桿機械手  37
5.1 運動學  37
5.2 靜力學  41
5.3 工作空間  42
5.4 動力學  46

第6章 並聯機器人  54
6.1 並聯機器人的特點  54
6.1.1 自由度數  55
6.1.2 並聯機器人的優點和缺點  57
6.2 並聯機器人的運動學編排  57
6.2.1 斯提沃爾特-茍夫平臺  57
6.2.2 德爾塔機器人  58
6.2.3 平面並聯機器人  59
6.2.4 並聯仿人肩  60
6.3 並聯機器人的建模與設計  61
6.3.1 並聯機器人的運動學參數和坐標  62
6.3.2 並聯機器人的逆向運動學和正向運動學  63
6.3.3 設計並聯機器人  64

第7章 機器人所用傳感器  66
7.1 感知原理  66
7.2 運動傳感器  66
7.2.1 傳感器的安裝位置  66
7.2.2 電位計  67
7.2.3 光電編碼器  68
7.2.4 磁編碼器  72
7.2.5 轉速計  72
7.2.6 慣性測量單元  73
7.3 接觸式傳感器  75
7.3.1 觸覺傳感器  75
7.3.2 限位開關和碰撞傳感器  76
7.3.3 力和力矩傳感器  76
7.3.4 關節力矩傳感器  78
7.4 接近和測距傳感器  79
7.4.1 超聲波測距儀  79
7.4.2 激光測距儀和激光掃描儀  81

第8章 機器人視覺  83
8.1 系統配置  83
8.2 正向投影  83
8.3 反向投影  88
8.3.1 單攝像機  88
8.3.2 立體視覺  90
8.4 圖像處理  92
8.5 從圖像獲得物體位姿信息  92
8.5.1 攝像機標定  93
8.5.2 物體位姿  94

第9章 軌跡規劃  96
9.1 兩點間軌蹟的插值  96
9.2 路徑點插值法  98

第10章 機器人控制  104
10.1 基於內部坐標系的機器人控制  105
10.1.1 PD位置控制  105
10.1.2 具有重力補償的PD位置控制  106
10.1.3 基於逆向動力學的機器人控制  107
10.2 基於外部坐標系的機器人控制  110
10.2.1 基於轉置雅可比矩陣的控制  111
10.2.2 基於逆雅可比矩陣的控制  112
10.2.3 具有重力補償的PD位置控制  112
10.2.4 基於逆向動力學的機器人控制  113
10.3 基於接觸力的機器人控制  115
10.3.1 通過逆向動力學線性化機器人系統  116
10.3.2 力的控制  117

第11章 機器人工作環境  120
11.1 機器人安全性  120
11.2 裝配過程中的機器人外圍設備  124
11.3 供料裝置  125
11.4 傳送帶  129
11.5 機器人抓爪和工具  130

第12章 協作機器人  135
12.1 協作工業機器人系統  135
12.2 協作機器人概述  136
12.3 協作操作  138
12.3.1 安全可控的機器人停止  139
12.3.2 示教  139
12.3.3 速度和距離監控  140
12.3.4 功率和力的限制  142
12.4 協作機器人的抓爪  144
12.5 協作機器人系統的應用  145

第13章 移動機器人  147
13.1 移動機器人運動學  148
13.2 導航  153
13.2.1 定位  153
13.2.2 路徑規劃  156
13.2.3 路徑控制  157

第14章 仿人機器人  163
14.1 雙足移動  164
14.1.1 零力矩點  164
14.1.2 步態生成  166
14.2 模仿學習  169
14.2.1 觀察人類運動並將其遷移至仿人機器人運動  169
14.2.2 動態運動基元  172
14.2.3 線性動力學系統的收斂性  173
14.2.4 點到點運動的動態運動基元  173
14.2.5 通過單次示教估算DMP參數  176
14.2.6 DMP調製  177

第15章 工業機械臂的精度和重複性  180
附錄 圓周運動加速度的推導  189
參考資料  191
索引  192