机器人机械系统原理理论、方法和算法PDF电子书下载

目 录 1

译者序 1

第2版前言 1

第1版前言 1

第1章机器人机械系统概述 1

1.1引言 1

1.2机器人机械系统的整体结构 3

1.4并联操作手 5

1.3串联操作手 5

1.5机器人手 8

1.6步行机器人 9

1.7轮式机器人 11

第2章数学基础 13

2.1引言 13

2.2线性变换 13

2.3刚体的旋转 17

2.3.1叉乘矩阵 19

2.3.2旋转矩阵 20

2.3.3 3×3矩阵的线性不变量 23

2.3.4旋转的线性不变量 24

2.3.5例题 25

2.3.6欧拉－罗德里格斯参数 30

2.4旋转和映像的合成 33

2.5坐标变换和齐次坐标 34

2.5.1原点重合的两个坐标系之间的坐标变换 34

2.5.2原点移动的坐标变换 37

2.5.3齐次坐标 38

2.6相似变换 41

2.7不变量的概念 45

2.7.1冗余传感器校正的应用 47

第3章刚体力学基础 51

3.1引言 51

3.2一般刚体运动及其螺旋 51

3.2.1刚体运动的螺旋 53

3.2.2直线的Plücker坐标 54

3.2.3刚体的姿态 57

3.3刚体绕固定点的旋转 59

3.4刚体的一般瞬时运动 59

3.4.1刚体运动的瞬时螺旋 60

3.4.2刚体的运动旋量 62

3.5刚体运动的加速度分析 65

3.6坐标系移动下刚体的速度和加速度分析 67

3.7刚体的静力分析 68

4.2底纳维特－哈藤博格表示方法 74

4.1引言 74

第4章简单机器人操作手运动静力学 74

4.3 6R操作手运动学 80

4.4解耦操作手逆运动学问题 83

4.4.1定位问题 83

4.4.2定向问题 95

4.5串联操作手的速度分析 98

4.5.1雅可比矩阵的计算复杂性 104

4.5.2解耦操作手的奇异位形分析 108

4.5.3操作手工作空间 110

4.6串联操作手的加速度分析 112

4.7串联操作手的静力学分析 115

4.8平面操作手 117

4.8.1位移分析 118

4.8.2速度分析 119

4.8.3加速度分析 121

4.8.4静力分析 123

4.9运动静力学性能指标 124

4.9.1操作手定位 127

4.9.2操作手的定向 129

4.9.3操作手的定位和定向 129

第5章轨迹规划：拾放操作 135

5.1引言 135

5.2拾放操作的背景 135

5.3多项式插值 136

5.3.1 3-4-5插值多项式 137

5.3.2 4-5-6-7插值多项式 139

5.4摆线运动 141

5.5通过中间位姿的轨迹 143

5.6用三次样条对拾放作业综合 144

第6章串联机器人操作手动力学 150

6.1引言 150

6.2逆向和前向动力学 150

6.3多体系统动力学的基本原理 151

6.3.1术语和基本概念 151

6.3.2串联操作手的欧拉－拉格朗日方程 152

6.4递归逆向动力学 159

6.3.3凯恩方程 159

6.4.1运动学计算：外向递归 160

6.4.2动力学计算：内向递归 165

6.5机器人动力学中的自然正交补 168

6.5.1约束方程和运动旋量形关系的推导 172

6.5.2非惯性基座杆件 175

6.6操作手前向动力学 175

6.6.1平面操作手 178

6.6.2算法复杂性 189

6.6.3计算机仿真 192

6.7重力合并到动力学方程 194

6.8耗散力模型 194

第7章刚体运动特殊问题 197

7.1引言 197

7.2用点速度计算角速度 197

7.3用点的加速度计算角加速度 201

8.2一般6转动关节操作手的运动学逆问题 207

8.1引言 207

第8章复杂机器人机械系统运动学 207

8.2.1预备知识 208

8.2.2双变量方程方法 218

8.2.3单变量多项式方法 219

8.2.4解的数值条件作用 226

8.2.5其他关节角的计算 227

8.2.6计算实例 230

8.3并联操作手运动学 233

8.4多指手 249

8.5步行机器人 252

8.6轮式机器人 254

8.6.1传统车轮机器人 255

8.6.2全方位轮式机器人 259

第9章轨迹规划：连续路径操作 263

9.1引言 263

9.2曲线几何学 263

9.3参数路径的表示 267

9.4轨迹规划中的参数样条 278

9.5连续路径跟踪 284

第10章复杂机器人机械系统动力学 292

10.1引言 292

10.2机器人机械系统动力学上的分类 292

10.3完整系统动力学模型的结构 293

10.4并联操作手动力学 295

10.5轮式机器人动力学 302

10.5.1传统车轮机器人 303

10.5.2全方位轮式机器人 311

附录A旋转运动学概要 319

附录B线性代数方程组的数值求解方法 324

B.1超定情况 324

B.2不定情况 328

习题 331

第1章机器人机械系统概述 331

第2章数学基础 331

第3章刚体力学基础 338

第4章简单机器人操作手的运动静力学 341

第5章轨迹规划：拾放操作 346

第6章串联机器人操作手动力学 348

第7章刚体运动特殊问题 352

第8章复杂机器人机械系统运动学 354

第9章轨迹规划：连续路径操作 356

第10章复杂机器人机械系统动力学 359

参考文献 361

英汉名词术语对照 373