机器人学基础 第3版PDF电子书下载

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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ROS 173

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Python 179

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

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