《機(jī)器人導(dǎo)論(英文版)》內(nèi)容包括機(jī)器人學(xué)的概況、運(yùn)動(dòng)學(xué)、靜力分析、動(dòng)力學(xué)、遞推機(jī)器人動(dòng)力學(xué)、控制技術(shù)、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、驅(qū)動(dòng)技術(shù)、傳動(dòng)技術(shù)及傳感器技術(shù)等,是一本全面講述機(jī)器人學(xué)的教科書。《機(jī)器人導(dǎo)論(英文版)》通過學(xué)生易于接受的方式解釋繁雜的概念和理論,內(nèi)容豐富,插圖簡(jiǎn)潔,并配有大量的實(shí)際案例和練習(xí),適合不同程度的讀者選擇。
遞推機(jī)器人動(dòng)力學(xué)作為單獨(dú)的一章,介紹自動(dòng)生成動(dòng)態(tài)算法的方法 對(duì)執(zhí)行系統(tǒng)、機(jī)器人控制和機(jī)器人應(yīng)用的介紹更為全面 通過案例討論機(jī)器人系統(tǒng) 遞推逆向動(dòng)力學(xué)的工業(yè)操作(RIDM)和MATLAB的練習(xí)資料包括:100個(gè)案例 141個(gè)練習(xí)
曾幾何時(shí),機(jī)器人在人們的想象中還是一個(gè)深不可測(cè)的變形金剛。短短二十余年里,在一大批致力于機(jī)器人研究的學(xué)者和專家的共同努力下,機(jī)器人已經(jīng)真實(shí)地走進(jìn)了我們的生活。人們不再懼怕機(jī)器人,它作為我們的朋友,相伴在人們的左右,而這種相伴將是持續(xù)的、發(fā)展的、越來越親密和越來越廣泛的。
機(jī)器人的發(fā)展、進(jìn)步以及在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用被看做是當(dāng)今技術(shù)革命最偉大的進(jìn)步之一,它已經(jīng)成為現(xiàn)代生產(chǎn)自動(dòng)化的三大支柱之一。
在工業(yè)生產(chǎn)中,產(chǎn)品的焊接、裝配、搬運(yùn)、噴涂、切割、研磨、檢測(cè)等多種作業(yè),已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人替代人工操作。機(jī)器人扮演著靈巧自如、不知疲倦的“操作者”的角色,替代人工出色地完成著極其繁重、復(fù)雜、精密或者充滿著危險(xiǎn)的各種工作。在醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)中,機(jī)器人開始替代醫(yī)生,進(jìn)行精細(xì)而復(fù)雜的手術(shù),甚至可以在血管中行進(jìn),深入到人體中作業(yè),而這種作業(yè)醫(yī)生是很難完成的;在軍事中,反恐及參戰(zhàn)機(jī)器人已經(jīng)能夠用在實(shí)戰(zhàn)中,顯示著一個(gè)國家的國防實(shí)力;在宇宙探測(cè)中,使用登月機(jī)器人在月球、火星上完成多種科學(xué)探測(cè);在日常生活中,服務(wù)型機(jī)器人扮演著護(hù)士、引導(dǎo)員、清潔工等角色,協(xié)助殘疾人便利地生活,幫助人們完成繁雜的家務(wù)勞動(dòng)。諸如此類,機(jī)器人已經(jīng)深入到我們生活和生產(chǎn)的各個(gè)方面,忠實(shí)友好地幫助著人類。放眼未來,機(jī)器人的發(fā)展空間巨大,它與人類的密切程度及所能扮演的角色甚至是不可預(yù)測(cè)和想象的。
許多行業(yè)的發(fā)展離不開機(jī)器人和機(jī)器人技術(shù)的快速進(jìn)步,而機(jī)器人學(xué)更是一門高度交叉的前沿學(xué)科,它包含機(jī)械學(xué)、生物學(xué)、人類學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程、控制學(xué)與控制工程學(xué)、電子工程學(xué)、人工智能、社會(huì)學(xué)等。使越來越多的人對(duì)機(jī)器人發(fā)生興趣而致力于機(jī)器人技術(shù)的研究是我的心愿。國內(nèi)外許多大學(xué)開設(shè)了與機(jī)器人相關(guān)的課程。許多學(xué)者出版了不少優(yōu)秀的教科書,而由S K SAHA教授近期出版的這本教科書,就是其中的代表之一。
出版說明
序
前言
第1章 緒論
1.1 歷史 1
1.2 機(jī)器人5
1.3 機(jī)器人的用途8
總結(jié) 13
練習(xí) 13
基于Web的練習(xí) 13
第2章 串行機(jī)器人
2.1 機(jī)器人子系統(tǒng)14
2.2 按機(jī)器人的應(yīng)用分類24
2.3 按機(jī)器人的坐標(biāo)方式分類24
2.4 按機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分類29
2.5 按機(jī)器人的控制方式分類29
2.6 按機(jī)器人的編程方法分類30
總結(jié) 30
練習(xí)31
基于Web的練習(xí)31
第3章 執(zhí)行系統(tǒng)
3.1 氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)32
3.2 液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)36
3.3 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)38
3.4 電動(dòng)機(jī)選型49
總結(jié)50
練習(xí)50
基于Web的練習(xí)51
第4章 轉(zhuǎn)感系統(tǒng)
4.1 傳感器分類52
4.2 內(nèi)部傳感器53
4.3 外部傳感器62
4.4 視覺系統(tǒng)66
4.5 傳感器選型72
總結(jié)74
練習(xí)75
基于Web的練習(xí)75
第5章 位姿變換
5.1 機(jī)器人機(jī)構(gòu)形式76
5.2 剛體位姿83
5.3 坐標(biāo)變換92
5.4 DH參數(shù)100
總結(jié)109
練習(xí) 109
基于MATLAB的練習(xí) 110
第6章 運(yùn)動(dòng)學(xué)
6.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)正解113
6.2 運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解121
6.3 速度分析:雅可比矩陣130
6.4 桿件速度133
6.5 雅可比矩陣計(jì)算134
6.6 用解耦正交補(bǔ)矩陣求雅可比矩陣138
6.7 奇異點(diǎn)分析141
6.8 加速度分析143
總結(jié)144
練習(xí) 144
基于MATLAB的練習(xí)145
第7章 靜力分析
7.1 力和力矩的平衡147
7.2 遞推計(jì)算149
7.3 等效關(guān)節(jié)力矩151
7.4 靜力學(xué)中雅可比矩陣的作用157
7.5 力橢球161
總結(jié)162
練習(xí)162
基于MATLAB的練習(xí)162
第8章 動(dòng)力學(xué)
8.1 慣性特性164
8.2 歐拉-拉格朗日方程172
8.3 牛頓-歐拉方程181
8.4 遞推牛頓-歐拉算法186
8.5 動(dòng)力學(xué)算法195
總結(jié)203
練習(xí)203
基于Web的練習(xí)203
基于MATLAB的練習(xí)204
第9章 遞推機(jī)器人動(dòng)力學(xué)
9.1 動(dòng)力學(xué)模型206
9.2 解析表達(dá)式211
9.3 運(yùn)用RIDIM的遞推逆向動(dòng)力學(xué)221
9.4 遞推正向動(dòng)力學(xué)與仿真229
總結(jié)236
練習(xí)236
RIDIM基礎(chǔ)練習(xí)236
基于MATLAB的練習(xí)237
第10章 控制
10.1 控制技術(shù)240
10.2 二階線性系統(tǒng)242
10.3 反饋控制246
10.4 反饋控制系統(tǒng)的性能252
10.5 機(jī)器人關(guān)節(jié)255
10.6 關(guān)節(jié)控制260
10.7 非線性軌跡控制266
10.8 狀態(tài)空間的表示和控制270
10.9 穩(wěn)定性276
10.10 笛卡兒空間和力的控制279
總結(jié)281
練習(xí)282
基于MATLAB的練習(xí)282
第11章 運(yùn)動(dòng)規(guī)劃
11.1 關(guān)節(jié)空間規(guī)劃284
11.2 笛卡兒空間規(guī)劃290
11.3 位置和姿態(tài)軌跡295
11.4 點(diǎn)到點(diǎn)規(guī)劃300
11.5 連續(xù)軌跡生成306
總結(jié)314
練習(xí)314
基于MATLAB的練習(xí)315
第12章 機(jī)器人用計(jì)算機(jī)
12.1 運(yùn)算速度316
12.2 硬件要求320
12.3 控制要求322
12.4 機(jī)器人編程325
12.5 硬件體系結(jié)構(gòu)334
總結(jié)337
練習(xí)337
基于Web的練習(xí)337
附錄A 數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
附錄B MATLAB與RIDIM的使用說明
附錄C 學(xué)生項(xiàng)目:案例分析
參考文獻(xiàn)
索引
教師反饋表