机器人学导论 第3版PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 背景 1

1.2 操作臂的机构与控制 3

1.3 符号 10

参考文献 11

习题 12

编程习题 12

MATLAB习题 13

第2章 空间描述和变换 14

2.1 概述 14

2.2 描述：位置、姿态与坐标系 14

2.3 映射：从坐标系到坐标系的变换 17

2.4 算子：平移、旋转和变换 22

2.5 总结和说明 25

2.6 变换算法 26

2.7 变换方程 28

2.8 姿态的其他描述方法 29

2.9 自由矢量的变换 39

2.10 计算分析 40

参考文献 41

习题 42

编程习题 46

MATLAB习题1 47

MATLAB习题2 47

第3章 操作臂运动学 48

3.1 概述 48

3.2 连杆描述 48

3.3 关于连杆连接的描述 50

3.4 对连杆附加坐标系的规定 52

3.5 操作臂运动学 57

3.6 驱动器空间、关节空间和笛卡儿空间 59

3.7 举例：两种典型机器人的运动学问题 60

3.8 坐标系的标准命名 68

3.9 工具的定位 70

3.10 计算问题 70

参考文献 70

习题 71

编程习题 76

MATLAB习题 76

第4章 操作臂逆运动学 78

4.1 概述 78

4.2 可解性 78

4.3 当n＜6时操作臂子空间的描述 81

4.4 代数解法与几何解法 83

4.5 通过化简为多项式的代数解法 87

4.6 三轴相交的PIEPER解法 88

4.7 操作臂逆运动学实例 90

4.8 标准坐标系 97

4.9 操作臂求解 98

4.10 重复精度和定位精度 99

4.11 计算问题 99

参考文献 99

习题 100

编程习题 103

MATLAB习题 104

第5章 速度和静力 106

5.1 概述 106

5.2 时变位姿的符号表示 106

5.3 刚体的线速度和角速度 108

5.4 对角速度的进一步研究 110

5.5 机器人连杆的运动 113

5.6 连杆间的速度传递 113

5.7 雅可比 117

5.8 奇异性 119

5.9 作用在操作臂上的静力 121

5.10 力域中的雅可比 123

5.11 速度和静力的笛卡儿变换 124

参考文献 126

习题 127

编程习题 128

MATLAB习题 129

第6章 操作臂动力学 131

6.1 概述 131

6.2 刚体的加速度 131

6.3 质量分布 133

6.4 牛顿方程和欧拉方程 136

6.5 牛顿-欧拉迭代动力学方程 137

6.6 迭代形式与封闭形式的动力学方程 140

6.7 封闭形式动力学方程应用举例 140

6.8 操作臂动力学方程的结构 143

6.9 操作臂动力学的拉格朗日公式 145

6.10 建立笛卡儿空间的规范化操作臂动力学方程 147

6.11 计及非刚体效应 150

6.12 动力学仿真 151

6.13 计算效率问题 151

参考文献 153

习题 155

编程习题 157

MATLAB习题1 158

MATLAB习题2 159

MATLAB习题3 159

第7章 轨迹的生成 161

7.1 概述 161

7.2 关于路径描述和路径生成的综述 161

7.3 关节空间规划方法 162

7.4 笛卡儿空间规划方法 173

7.5 笛卡儿路径的几何问题 175

7.6 路径的实时生成 177

7.7 使用机器人编程语言描述路径 178

7.8 使用动力学模型的路径规划 179

7.9 无碰撞路径规划 179

参考文献 180

习题 180

编程习题 182

MATLAB习题 183

第8章 操作臂的机械设计 184

8.1 概述 184

8.2 基于任务需求的设计 184

8.3 运动学构形 186

8.4 工作空间属性的定量测量 191

8.5 冗余机构与闭链机构 193

8.6 驱动方式 195

8.7 刚度与变形 197

8.8 位置检测 200

8.9 力检测 201

参考文献 202

习题 204

编程习题 207

MATLAB习题 207

第9章 操作臂的线性控制 209

9.1 概述 209

9.2 反馈与闭环控制 209

9.3 二阶线性系统 210

9.4 二阶系统的控制 216

9.5 控制律的分解 217

9.6 轨迹跟踪控制 219

9.7 抗干扰 219

9.8 连续时间控制与离散时间控制 221

9.9 单关节的建模和控制 221

9.10 工业机器人控制器的结构 226

参考文献 227

习题 227

编程习题 229

MATLAB习题 229

第10章 操作臂的非线性控制 231

10.1 概述 231

10.2 非线性系统和时变系统 231

10.3 多输入多输出控制系统 234

10.4 操作臂的控制问题 235

10.5 实际应用中的问题 236

10.6 当前的工业机器人控制系统 239

10.7 李雅普诺夫稳定性分析 241

10.8 基于笛卡儿空间的控制系统 244

10.9 自适应控制 248

参考文献 248

习题 249

编程习题 252

第11章 操作臂的力控制 253

11.1 概述 253

11.2 工业机器人在装配作业中的应用 253

11.3 局部约束任务中的控制坐标系 254

11.4 力／位混合控制问题 258

11.5 质量-弹簧系统的力控制 258

11.6 力／位混合控制方法 261

11.7 当前的工业机器人控制方法 265

参考文献 266

习题 267

编程习题 269

第12章 机器人编程语言及编程系统 270

12.1 概述 270

12.2 机器人编程的三个级别 270

12.3 应用实例 272

12.4 机器人编程语言的必要条件 273

12.5 机器人编程语言的特殊问题 276

参考文献 278

习题 279

编程习题 280

第13章 离线编程系统 281

13.1 概述 281

13.2 离线编程系统的核心问题 282

13.3 引导仿真器 286

13.4 离线编程系统的自动子任务 292

参考文献 293

习题 295

编程习题 295

附录A 三角恒等式 296

附录B 24种角坐标系的旋转矩阵定义 297

附录C 逆运动学公式 300

部分习题答案 301

索引 308