机器人动力学PDF电子书下载

目录 1

1 绪论 1

1.1 机器人动力学的特点 1

1.2 机器人动力学的研究方法 2

1.3 数学工具和力学原理 3

1.4 机器人动力学的研究动向 3

2 牛顿—欧拉方程法 5

2.1 牛顿—欧拉方程 5

2.2 坐标系统和连杆参数及广义坐标 8

2.3 坐标变换 9

2.4 机构构形 10

2.6 作用力和力矩 11

2.5 运动关系 11

2.7 迭代算法 13

3 拉格朗日方程法 15

3.1 拉格朗日方程 15

3.2 齐次坐标在刚体力学中的应用 15

3.3 动能 17

3.4 位能 19

3.5 4×4矩阵形式的动力学方程 20

3.6 3×3矩阵形式的动力学方程 22

4 高斯最小拘束原理法 29

4.1 高斯原理 29

4.2 速度矩阵和加速度矩阵及对加速度的约束条件 31

4.3 力矩阵 36

4.4 驱动元件和传动元件的惯性 41

4.5 动力学与数学规划 46

4.6 闭式动力学方程 48

4.7 有效惯量和耦合惯量及重力项的简化 50

5 凯恩方程法 55

5.1 广义速率和偏速度及偏角速度 55

5.2 凯恩动力学方程 58

5.3 广义主动力 58

5.4 广义惯性力 60

5.5 应用凯恩方法建立机器人机构的动力学方程 61

6 机器人机构的动力学模拟 69

6.1 动力学模拟的拉格朗日乘子法 69

6.2 操作运动的模拟 85

6.3 其他动力学特性参数的计算 94

6.4 控制综合及完整的动力学模型 96

7 静力分析 102

7.1 与作用力等效的广义力 102

7.2 与操作力等效的广义力 105

7.3 静力分析举例 109

8 含弹性构件的机器人动力学 115

8.1 机器人系统的弹性问题 115

8.2 单弹性臂机构的建模 116

8.3 考虑构件弹性的仿真计算 128

附录 139

附录 A 习题 139

附录 B 上海Ⅲ号机器人的动力学设计和典型操作任务 141

附录 C 上海Ⅰ号机器人机构动力学方程及动力学分析 149

参考文献 160