機器人學基礎

本書是高等院校機器人學教材，比較系統地論述機器人學的基本原理及其應用，介紹國內外機器人學研究和應用的**進展。全書共6章，主要內容包括工業機器人的產生與發展、機器人學的位姿幾何基礎、機器人位姿方程、機器人運動學基礎、機器人靜力和動力分析、機器人軌跡規劃等。

目錄

 

第1章導論

1.1工業機器人及其產生和發展

1.1.1工業機器人

1.1.2工業機器人的產生和發展

1.2工業機器人的組成

1.2.1執行機構

1.2.2驅動裝置

1.2.3控制系統

1.2.4智能系統

1.3工業機器人的機構

1.3.1直角坐標型

1.3.2圓柱坐標型

1.3.3球坐標型

1.3.4關節型

1.4工業機器人的分類和應用實例

1.4.1工業機器人的分類

1.4.2應用實例

1.5工業機器人的主要技術指標

習題

 

第2章位姿幾何基礎

2.1剛體位姿的確定

2.1.1確定剛體位姿的矩陣方法

2.1.2位姿矩陣的幾何意義

2.1.3位姿矩陣的逆陣

2.2多剛體之間的位姿關系

2.2.1鏈式關系與位姿矩陣方程式

2.2.2變換的左乘和右乘

2.3兩種重要的旋轉矩陣

2.3.1繞坐標軸旋轉的旋轉變換矩陣

2.3.2繞任意軸旋轉的旋轉變換矩陣

2.4姿態矩陣的歐拉角表示法

2.4.1用流動坐標軸的轉角為歐拉角的表示法

2.4.2用繞基礎坐標軸的轉角為歐拉角的表示法

習題

 

第3章機器人位姿方程

3.1操作機兩桿間位姿矩陣的建立

3.1.1連桿參數與位姿變量

3.1.2確定兩桿之間位姿矩陣的方法

3.1.3五參數表示法及位姿矩陣

3.2操作機位姿方程的正、逆解

3.2.1開鏈操作機

3.2.2帶有閉鏈的操作機

習題

 

第4章運動學基礎

4.1速度及加速度分析

4.1.1向量在兩相對轉動坐標系中的求導

4.1.2桿件之間的速度分析

4.1.3桿件之間的加速度分析

4.2雅可比矩陣

4.2.1雅可比矩陣概述

4.2.2雅可比矩陣元素的計算

4.2.3雅可比矩陣奇異問題

4.3微分運動

4.3.1關節坐標與直角坐標之間微分運動關系

4.3.2直角坐標系之間的微分運動關系

習題

 

第5章靜力和動力分析

5.1靜力分析

5.1.1桿件之間的靜力傳遞

5.1.2操作機的靜力平衡

5.2慣性參數計算

5.2.1慣性參數計算公式

5.2.2慣性參數測量方法

5.2.3操作機慣性參數的有限元計算

5.3基於牛頓-歐拉方程的動力學算法

5.3.1引例

5.3.2動力學方程及其各項的物理意義

5.3.3遞推算法

5.4基於凱恩方程的動力學算法

5.4.1凱恩動力學方程

5.4.2基於凱恩方程的動力學算法

5.4.3動力學方程符號推導示例

5.4.4廣義驅動力的歸算問題

5.5基於拉格朗日方程的動力學算法

5.5.1拉格朗日方程

5.5.2基於拉格朗日方程的動力學算法

5.6動力學算法間的關系

習題

 

第6章機器人軌跡規劃

6.1作業規劃

6.1.1設立坐標系，制定作業表

6.1.2建立位姿矩陣（運動）方程，求末端變換矩陣

6.2關節坐標空間的軌跡規劃

6.2.1兩點間的PTP規劃

6.2.2多點間的PTP規劃

6.3直角坐標空間規劃

6.3.1連續路徑規劃的直接法

6.3.2連續路徑規劃的驅動變換法

習題

參考文獻