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目录 1

第一章 导论 1

1.1 引言 1

1.2 机械操作器的力学和控制 2

1.3 符号表示 6

参考文献 7

练习 7

第二章 空间描述和变换 9

2.1 引言 9

2.2 描述：位置，方位和框 9

2.3 映射：从一个框的描述变换至另一个框的描述 11

2.4 算子：平移，旋转，变换 15

2.6 变换算术 18

2.5 各种解释的综合 18

2.7 变换方程式 20

2.8 方位的其他表示法 22

2.9 自由矢量的变换 30

2.10 计算方面的问题 31

参考文献 32

练习 33

第三章 操作器运动学 37

3.1 引言 37

3.2 连杆的描述 37

3.3 连杆连接的描述 38

3.4 将框固定于连杆上的习惯 40

3.5 操作器运动学 43

3.6 驱动器空间，关节空间及直角坐标空间 45

3.7 举例：两个工业机器人的运动学 46

3.8 框的标准名称 53

3.9 工具的位置 55

3.10 计算技术的考虑 55

参考文献 55

练习 56

第四章 反向操作器运动学 59

4.1 引言 59

4.2 可解性 59

4.3 n＜6时操作器子空间的标志 62

4.4 代数解对几何解 64

4.5 三轴相交时Pieper的解 67

4.6 逆向操作器运动学的例子 69

4.7 标准框 77

4.10 计算技术的考虑 78

4.9 重复性与精确度 78

4.8 用SOLVE语言对操作器求解 78

参考文献 79

练习 79

第五章 雅可比矩阵：速度和静力 82

5.1 引言 82

5.2 时变位置和方位的符号表示法 82

5.3 刚体的线速度和旋转速度 84

5.4 机器人连杆的运动 85

5.5 速度从一个连杆到另一个连杆的“传递” 86

5.6 雅可比矩阵 89

5.7 矩阵的奇异性 90

5.8 操作器的静力 92

5.9 力域中的雅可比阵 94

5.10 速度和静力的直角坐标变换 95

练习 97

参考文献 97

第六章 操作器动力学 100

6.1 引言 100

6.2 刚体的加速度 100

6.3 质量分布 102

6.4 牛顿方程式，欧拉方程式 105

6.5 迭代的牛顿-欧拉动态方程 105

6.6 迭代与封闭的表达形式 108

6.7 一个封闭形式的动力学方程的例子 109

6.8 操作器动力学方程的通用结构形式 112

6.9 直角坐标系中的操作器动态方程 114

6.10 考虑非刚体的影响 116

6.11 动态仿真 117

6.12 动态计算的考虑 118

参考文献 119

练习 120

第七章 轨线的形成 123

7.1 引言 123

7.2 路径描述和形成时考虑的一般问题 123

7.3 关节空间法 124

7.4 直角坐标空间法 134

7.5 运行中路径的形成 136

7.6 用机器人编程语言描述路径 137

7.7 用动力学模型规划路径 138

7.8 高级的路径规划 138

参考文献 139

练习 139

8.1 引言 142

8.2 一个自由度的质量控制 142

第八章 操作器的位置控制 142

8.3 控制规律的分解 144

8.4 非线性和时变系统 145

8.5 多输入-多输出控制系统 148

8.6 操作器的控制问题 148

8.7 实际的考虑 150

8.8 当前工业机器人的控制系统 152

8.9 笛卡尔基控制系统 154

8.10 自适应控制 157

参考文献 157

练习 158

第九章 操作器的力控制 160

9.1 引言 160

9.2 用于装配作业的工业机器人 160

9.4 部分约束作业的控制结构 161

9.3 力传感器 161

9.5 位置／力复合控制问题 164

9.6 质量-弹簧的力控制 165

9.7 位置／力复合控制方案 167

9.8 现代工业机器人控制方案 170

参考文献 171

练习 172

第十章 机器人编程语言和编程系统 174

10.1 引言 174

10.2 为机器人编程的三个等级 174

10.3 一种应用实例 176

10.4 机器人编程语言的技术要求 177

10.5 机器人编程语言所特有的问题 180

参考文献 183

练习 184