机器人科学与技术丛书 机器人学 机构、运动学、动力学及运动规划PDF电子书下载

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第1章 绪论 1

1.1 机器人的定义 1

1.2 机器人的发展简介 3

1.2.1 古代关于机器人的记载 3

1.2.2 近代机器人的发展 4

1.2.3 现代机器人的发展 10

1.2.4 国内机器人的发展 16

1.3 机器人的专业术语 18

1.4 机器人的分类 23

1.5 机器人的主要研究方向 25

1.6 小结 25

参考文献 26

第2章 机器人机构 28

2.1 机构的基础知识 28

2.2 机器人机构分类 29

2.2.1 串联机器人机构 29

2.2.2 并联机器人机构 29

2.2.3 其他机器人机构 30

2.3 机器人机构简图画法 31

2.3.1 典型机器人机构的图形符号 31

2.3.2 其他机器人机构的简图画法 32

2.4 典型机器人机构介绍 33

2.4.1 串联机器人机构介绍 33

2.4.2 并联机器人机构介绍 38

2.5 小结 43

参考文献 43

第3章 机器人位姿的数学描述与坐标变换 45

3.1 引言 45

3.2 机器人位姿的数学描述 45

3.3 点的坐标变换 47

3.3.1 坐标系平移（姿态相同） 47

3.3.2 坐标系旋转（原点相同） 49

3.3.3 坐标变换综合（平移＋旋转） 54

3.4 齐次坐标与齐次变换 55

3.4.1 齐次坐标 56

3.4.2 齐次变换 56

3.5 旋转变换通式 60

3.5.1 旋转矩阵通式 60

3.5.2 等效转轴与等效转角 62

3.6 齐次变换通式 64

3.7 机器人姿态的其他表示方法 65

3.7.1 RPY角 65

3.7.2 欧拉角 67

3.7.3 四元数 68

3.8 小结 71

参考文献 71

附录 绕固定坐标系的多个坐标轴转动的旋转矩阵计算 72

第4章 机器人运动学 73

4.1 引言 73

4.2 运动学建模方法 73

4.2.1 三角几何建模方法 74

4.2.2 D-H建模方法 75

4.3 运动学逆解方法 89

4.3.1 逆运动学的数值解方法 90

4.3.2 逆运动学的解析解方法 92

4.3.3 机器人运动学逆解的特性分析 98

4.3.4 逆运动学的雅可比方法 100

4.4 小结 111

参考文献 112

附录 Paul反变换法MATLAB程序 112

第5章 机器人静力学 114

5.1 引言 114

5.2 机械臂连杆受力与关节平衡驱动力 115

5.2.1 机械臂连杆受力计算 115

5.2.2 关节平衡驱动力计算 116

5.3 静力平衡方程与静力映射分析 119

5.3.1 静力平衡方程 119

5.3.2 静力映射分析 121

5.4 静力学的逆问题 122

5.5 力与力矩的坐标变换 122

5.6 小结 124

参考文献 124

第6章 机器人动力学 125

6.1 引言 125

6.2 Lagrange动力学方法 126

6.2.1 Lagrange动力学建模 126

6.2.2 Lagrange动力学方程分析 129

6.3 Newton-Euler动力学方法 132

6.3.1 惯性张量 132

6.3.2 Newton方程与Euler方程 133

6.3.3 递推的Newton-Euler动力学方法 134

6.4 Kane动力学方法 141

6.4.1 Kane方法介绍 141

6.4.2 Kane动力学方法应用举例 145

6.5 小结 147

参考文献 147

第7章 机器人的运动规划 148

7.1 引言 148

7.2 机器人的路径规划 148

7.2.1 全局路径规划 149

7.2.2 局部路径规划 154

7.3 机器人的轨迹规划 157

7.3.1 关节空间的轨迹规划 157

7.3.2 操作空间的轨迹规划 165

7.4 小结 172

参考文献 172

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