1 绪论 1
1.1 导论 1
1.2 机械操作器的机构和控制 2
1.2-1 导论 2
1.2-2 位置和方位的描述 3
1.2-3 操作器的前进运动学 4
1.2-4 操作器的反运动学 5
1.2-5 速度，静力，特异点 6
1.2-6 动力学 7
1.2-7 轨迹之产生 8
1.2-8 位置控制 9
1.2-9 力量控制 10
1.2-10 程式化机器人 11
1.3 记号 12
2 空间描述及转换 17
2.1 导论 17
2.2 位置、方位和框的描述 17
2.2-1 位置的描述 18
2.2-2 方位的描述 19
2.2-3 框之描述 20
2.3 框至框描述改变的对应 21
2.3-1 平移框的对应 22
2.3-2 旋转框的对应 23
2.3-3 一般框的对应 26
2.4-1 平移运算元 29
2.4 平移、旋转和转换等运算元 29
2.4-2 旋转运算元 30
2.4-3 转换运算元 33
2.5 解释法摘要 34
2.6 转换之算术式 35
2.6-1 复合转换 35
2.6-2 反转换式 36
2.7 转换方程式 38
2.8 方位表示法细论 41
2.8-1 对固定轴的滚动、俯仰和偏移角 43
2.8-2 Z-Y-X尤拉角 45
2.8-3 Z-Y-Z尤拉角 48
2.8-4 等效角一轴 49
2.8-5 学习及预设的方位 53
2.9 自由向量的转换式 53
2.10 计算中所考虑之问题 56
3 操作器运动学 65
3.1 导论 65
3.2 连杆描述法 65
3.3 连杆联结之描述 68
3.3-1 串链中的中间连杆 68
3.3-2 串链中的首尾连杆 69
3.3-3 连杆参数 70
3.4 连杆附框的习用法 70
3.4-1 串链中的中间连杆 71
3.4-2 串链中的首尾连杆 72
3.4-3 连杆参数摘要 72
3.5 操作器运动学 78
3.5-1 连杆转换式的导出 78
3.5-2 连杆转换式的连锁 80
3.6 致动器空间，关节空间，和直角空间 80
3.7 两型工业机器人运动式之范例 81
3.7-1 PUMA 560型 82
3.7-2 Yasukawa Motoman L-3型 88
3.8 具标准名称的框 94
3.8-1 基座框｛B｝ 94
3.8-3 腕框｛W｝ 95
3.8-2 工作台框｛S｝ 95
3.8-4 工具框｛T｝ 96
3.8-5 目标框｛G｝ 96
3.9 工具在何处 96
3.10 计算方面的考虑 97
4 操作器的反运动式 103
4.1 导论 103
4.2 可解度 103
4.2-1 解的存在与否 104
4.2-2 多重解 105
4.2-3 解法 108
4.3 当n＜6时操作器次空间的概念 109
4.4-1 代数解 112
4.4 代数对几何法 112
4.4-2 几何解 115
4.5 三轴相交时皮波解 117
4.6 操作器反运动式的例题 120
4.6-1 PUMA 560型 120
4.6-2 Yasukawa Motoman L-3型 125
4.7 标准框 130
4.8 解操作器 132
4.9 重覆性和准确度 132
4.10 计算方面的考虑 133
5 有关速度和静力的贾氏阵 139
5.1 导论 139
5.2-1 位置向量的微分 140
5.2 随时间改变之位置和方位的记号法 140
5.2-2 角速度向量 142
5.3 刚体的线速度和旋转速度 143
5.3-1 线速度 143
5.3-2 旋转速度 144
5.3-3 同时产生的线性和旋转速度 146
5.4 机器人的连杆运动时 146
5.5 连杆至连杆的速度“传播” 147
5.6 贾氏阵 152
5.7 特异点 155
5.8 操作器的静力 158
5.9 力定义域中的贾氏阵 161
5.10 速度和静力的直角转换 163
6.1 导论 169
6 操作器的动态运动 169
6.2 刚体的加速度 170
6.2-1 线性加速度 170
6.2-2 角加速度 171
6.3 质量分布 172
6.4 牛顿公式，尤拉公式 177
6.4-1 牛顿公式 177
6.4-2 尤拉公式 178
6.5 复性牛顿-尤拉动态公式 178
6.5-1 向外重复计算速度及加速度 179
6.5-3 由内重复计算力和力矩 180
6.5-2 作用在连杆上的力学与力矩 180
6.5-4 复性牛顿-尤拉动态计算法 182
6.5-5 含托重力时之动态计算法 182
6.6 重复性对於封闭形式 183
6.7 一个封闭式动态公式的例子 183
6.8 操作器动态公式的一般结构 187
6.8-1 状态空间公式 187
6.8-2 构造空间公式 188
6.9 在直角空间的运动公式 189
6.9-1 直角座标系中状态空间公式 189
6.9-2 直角座标系的力矩公式 191
6.10 非刚体之影响 192
6.11 动态模拟 193
6.12 计算方面的考虑 194
6.12-1 传统考虑效率的方法 194
6.12-2 封闭式与重复式的效率 195
6.12-3 回顾 196
7 轨迹产生 201
7.1 导论 201
7.2 路径描述及产生所考虑的事情 202
7.3 关节空间方法 203
7.3-1 三次多项氏 203
7.3-2 具经过点路径的三次方程式 207
7.3-3 高次多项式 210
7.3-4 具抛物线的线性函数 211
7.3-5 含经过点路径的抛物线混合的线性函数 214
7.4 直角空间方法 219
7.4-1 直角系直线运动 220
7.4-2 直角系路径的几何问题 222
7.5 执行期间路径的产生 223
7.5-1 关节空间路径的产生 223
7.5-2 直角系空间的路径的产生 224
7.6 以机器人程式语言描述路径 225
7.7 用动态模式来规划路径 226
7.8 高阶层路径规划 226
8 操作器的位置控制 231
8.1 导论 231
8.2-2 轨迹上位置控制 232
8.2 单一自由度的控制 232
8.2-1 简单位置规则 232
8.2-3 加入积分项 234
8.3 控制定律分析 234
8.4 非线性和时变系统 237
8.5 多重输入／输出控制系统 241
8.6 操作器的控制问题 242
8.7 实际的考虑问题 244
8.7-1 变数资料的缺乏 245
8.7-2 模式计算所需时间 246
8.8 目前的工业机器人控制系统 248
8.8-1 个别关节PID控制 248
8.8-2 惯性分解 250
8.9-1 与关节系方法的比较 251
8.9 直角系控制系统 251
8.9-2 直觉性的直角系控制方法 253
8.9-3 直角系分解方式 254
8.10 适合的控制 256
9 操作器之力量控制 261
9.1 导论 261
9.2 工业机器人在装配作业上的应用 262
9.3 力感测器 262
9.4 部份限制工作的控制体系 264
9.5 混合式位置／力量控制问题 269
9.6 质量弹簧系的力量控制 271
9.7-1 和｛C｝配合的直角系操作器 275
9.7 混合式位置-力量控制系统 275
9.7-2 一般操作器 277
9.7-3 加入可变刚性因素 278
9.8 现今工业型机器人控制方式 280
9.8-1 被动顺应性 280
9.8-2 调低位置增益而得之顺应性 281
9.8-3 力感测 282
10 机器人程式语言及系统 287
10.1 导论 287
10.2 三个阶段的机器人程式设计 288
10.2-1 展示引导 288
10.2-2 完整的机器人程式语言 289
10.3 应用示范 290
10.2-3 工作层次的程式设计语言 290
10.4 一个机器人程式语言之所需 292
10.4-1 运动特性 293
10.4-2 执行流程 294
10.4-3 程式设计环境 295
10.4-4 感测器统合 295
10.5 机器人程式设计的特殊问题 296
10.5-1 模式与实际 296
10.5-2 联接敏感度 296
10.5-3 错误修正 297
10.5-4 模拟与非线上程式设计 298