1机器人概论1 1
1.1机器人几何学2 1
1.2工业用机器人7 1
1.3机器人组件8 1
2速度和位置检出11 2
2.1类比-数位转换器12 2
2.2数位-类比转换器14 2
2.3位置之类比量测18 2
2.4位置和速度的数位量测18 2
2.4-1光学轴编码器18 2
2.5位置计数之硬体21 2
2.5-1利用顺序机来解码21 2
2.5-2利用同步正反器解码22 2
2.6速度量测之硬体25 2
2.7方向决定27 2
2.8从量测中预估实际速度28 2
3数位杂讯29 3
3.1杂讯来源30 3
3.2外界杂讯和史密特触发器31 3
3.3串音杂讯32 3
3.4屏蔽——外界杂讯的消除33 3
3.5接地34 3
3.6传输线效应37 3
3.7Icc突波43 3
4致动器47 4
4.1直流马达48 4
4.1-1直流马达负载50 4
4.2直流马达的驱动52 4
4.2步进马达55 4
4.2-1步进马达的结构55 4
4.2-2步进马达驱动器56 4
4.2-3步进马达的效率57 4
4.3油压致动器58 4
4.3-1油压致动器的操作原理59 4
4.3-2使用上的观点61 4
4.4气压致动器61 4
5控制63 5
5.1比例误差控制64 5
5.2稳态误差67 5
5.3过头现象68 5
5.4资料取样控制器69 5
5.5电压控制的直流马达71 5
5.6选择伺服增益73 5
5.7选择控制变数75 5
6机器人座标系统79 6
6.1位置和方向80 6
6.2座标系统——相对架构81 6
6.3旋转82 6
6.4齐次座标83 6
6.5座标架构87 6
7运动学93 7
7.1连杆和关节的关系94 7
7.1-1θ-γ作动器的运动方程式94 7
7.1-2对旋转关节的座标架构96 7
7.1-3线性关节99 7
7.1-4从A矩阵计算RTH99 7
7.1-5关节连接作动器的运动方程式100 7
7.2方向决定101 7
7.2-1RPY矩阵102 7
7.2-2尤拉角104 7
7.2-3方向表示105 7
7.2-4 摘要106 7
7.3 Arm Solution 106 7
7.3-1 θ-γ作动器的解106 7
7.3-2关节连结作动器的解108 7
7.4 运动学计算上的问题112 7
附录 线性关节的座标架构112 8
8微小运动和J矩阵115 8
8.1微小运动116 8
8.2 Jacobian 119 8
8.2-1 θ-γ作动器的J矩阵120 8
8.2-2架构间的微小运动转换122 8
8.2-3作动器J矩阵125 8
8.3反J矩阵133 8
8.3-1 数值式反矩阵133 8
8.3-2符号式反矩阵134 8
8.3-3反运动解的微分134 8
9路径控制137 9
9.1路径记录138 9
9.2笛卡尔运动139 9
9.2-1线外路径计算139 9
9.2-2路径控制多项式141 9
9.2-3预定路径动作144 9
9.3插补控制148 9
10动力学153 10
10.1动力学方程式154 10
10.1-1θ-γ作动器的动力学模式154 10
10.1-2Lagrangian动力学方程式154 10
10.2力量和扭矩157 10
10.3解答的复杂性158 10
10.4动力方程式的应用159 10
10.4-1作动器的设计159 10
10.4-2工作细胞设计和路径规划160 10
10.4-3即时控制的动力学160 10
10.5选择伺服增益161 10
11力的控制和顺应性163 11
11.1力的控制问题164 11
11.2力和力矩166 11
11.3直接感测168 11
11.4顺应性169 11
11.4-1活性顺应170 11
11.4-2非活性顺应171 11
11.5混合式控制172 11
12感测器177 12
12.1接触式感测器178 12
12.2近接感测器181 12
12.2-1光学式近接感测器181 12
12.2-2光的反射182 12
12.2-3三角测量近接感测器183 12
12.3超音波感测器184 12
13电脑影像185 13
13.1基本观念186 13
13.1-1数位影像的形成186 13
13.1-2取样过程188 13
13.2影像处理函数192 13
13.3产生影像的硬体方式194 13
13.3-1 架构缓冲器194 13
13.4分段195 13
13.4-1定限分段196 13
13.5形状描述199 13
13.6形状描述的应用201 13
13.7结构化照射204 13
13.7-1轮廓化204 13
13.7-2三角测量法205 13
13.7-3范围感测器206 13
14计算机结构207 14
14.1软体增速208 14
14.1-1整数算数的应用208 14
14.1-2三角函数的计算209 14
14.1-3矩阵运算209 14
14.2计算硬体210 14
14.2-1通用型计算机210 14
14.2-2关节分布的计算211 14
14.2-3机能分布212 14
14.2-4硬体发展213 14
14.3半硬体发展213 14
14.4阶组控制214 14
15机器人程式语言217 15
15.1硬体层次218 15
15.2点至点的层次219 15
15.3运动层次220 15
15.4结构化程式层次221 15
15.5工作指向层次225 15