機(jī)器人學(xué)：運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)與控制

前言第1章 機(jī)器人系統(tǒng)概述 1.1 引言 1.2 機(jī)器人系統(tǒng)工作原理 1.2.1 機(jī)器人的分類 1.2.2 機(jī)器人的結(jié)構(gòu)形式 1.2.3 機(jī)器人系統(tǒng)工作原理 1.3 機(jī)器人的設(shè)計(jì)、控制與編程 1.3.1 機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1.3.2 控制與編程 1.4 機(jī)器人的新發(fā)展與發(fā)展趨勢(shì)第2章 剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)變換 2.1 引言 2.2 矩陣與線性變換 2.2.1 矩陣 2.2.2 線性變換 2.2.3 叉乘矩陣 2.3 投影與鏡像變換 2.4 剛體的旋轉(zhuǎn) 2.4.1 旋轉(zhuǎn)矩陣的性質(zhì) 2.4.2 旋轉(zhuǎn)矩陣的推導(dǎo) 2.4.3 旋轉(zhuǎn)的指數(shù)表示 2.4.4 旋轉(zhuǎn)的歐拉角 2.4.5 旋轉(zhuǎn)的歐拉-羅德里格斯參數(shù) 2.4.6 旋轉(zhuǎn)和映像的合成 2.5 坐標(biāo)變換和齊次變換 2.5.1 兩個(gè)坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)變換 2.5.2 原點(diǎn)移動(dòng)的坐標(biāo)變換 2.5.3 齊次坐標(biāo) 2.6 相似變換和不變量概念 2.6.1 相似變換 2.6.2 不變量的概念 2.6.3 旋轉(zhuǎn)的線性不變量第3章 剛體的運(yùn)動(dòng)學(xué)與力學(xué)基礎(chǔ) 3.1 引言 3.2 一般剛體運(yùn)動(dòng)及其螺旋 3.2.1 直線的Plucker坐標(biāo) 3.2.2 剛體運(yùn)動(dòng)的螺旋 3.2.3 剛體的姿態(tài) 3.3 剛體的一般瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)與速度分析 3.3.1 剛體繞固定點(diǎn)的旋轉(zhuǎn) 3.3.2 剛體的運(yùn)動(dòng)的速度分析 3.3.3 剛體運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)螺旋 3.3.4 剛體的運(yùn)動(dòng)旋量 3.4 剛體運(yùn)動(dòng)的加速度分析 3.5 固定在移動(dòng)坐標(biāo)系下剛體的速度和加速度分析 3.6 剛體的靜力分析 3.7 剛體動(dòng)力學(xué)方程 3.7.1 動(dòng)量、動(dòng)量矩和動(dòng)能 3.7.2 牛頓-歐拉方程 3.7.3 凱恩方程第4章 串聯(lián)機(jī)器人操作手運(yùn)動(dòng)靜力學(xué) 4.1 引言 4.2 D-H表示方法 4.3 6R操作手運(yùn)動(dòng)學(xué) 4.4 解耦操作手逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題 4.4.1 定位問(wèn)題 4.4.2 定向問(wèn)題 4.5 串聯(lián)操作手的速度分析 4.5.1 解耦操作手的速度分析 4.5.2 解耦操作手的奇異位形分析 4.5.3 操作手工作空間 4.6 串聯(lián)操作手的加速度分析 4.7 串聯(lián)操作手的靜力學(xué)分析 4.8 可操作性和靈巧度與運(yùn)動(dòng)靈巧性指標(biāo) 4.8.1 操作手定位 4.8.2 操作手的定向 4.8.3 操作手的定位和定向第5章 串聯(lián)機(jī)器人操作手動(dòng)力學(xué) 5.1 引言 5.2 逆向和前向動(dòng)力學(xué) 5.3 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的基本原理 5.3.1 術(shù)語(yǔ)和基本概念 5.3.2 串聯(lián)操作手的歐拉-拉格朗日方程 5.4 遞歸逆向動(dòng)力學(xué) 5.4.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算：外向遞歸 5.4.2 動(dòng)力學(xué)計(jì)算：內(nèi)向遞歸 5.5 機(jī)器人動(dòng)力學(xué)中的自然正交補(bǔ) 5.5.1 約束方程和運(yùn)動(dòng)旋量形關(guān)系的推導(dǎo) 5.5.2 非慣性基座桿件 5.6 操作手前向動(dòng)力學(xué) 5.7 重力合并到動(dòng)力學(xué)方程 5.8 耗散力模型第6章 軌跡規(guī)劃 6.1 引言 6.2 插補(bǔ)方式分類與軌跡控制 6.3 拾放操作與點(diǎn)到點(diǎn)控制的軌跡規(guī)劃 6.3.1 多項(xiàng)式插值 6.3.2 擺線插值 6.3.3 通過(guò)中間位姿的軌跡 6.4 用三次樣條對(duì)拾放作業(yè)綜合 6.5 曲線方向的表示方法 6.6 參數(shù)路徑的表示第7章 復(fù)雜機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué) 7.1 引言 7.2 一般6轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆問(wèn)題 7.2.1 預(yù)備知識(shí) 7.2.2 雙變量方程方法 7.2.3 單變量多項(xiàng)式方法 7.2.4 解的數(shù)值條件作用 7.2.5 其他關(guān)節(jié)角的計(jì)算 7.2.6 計(jì)算實(shí)例 7.3 并聯(lián)操作手運(yùn)動(dòng)學(xué) 7.3.1 并聯(lián)操作手的速度和加速度分析 7.4 輪式機(jī)器人 7.4.1 傳統(tǒng)車輪機(jī)器人 7.4.2 全方位輪式機(jī)器人第8章 復(fù)雜機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué) 8.1 引言 8.2 機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)上的分類 8.3 完整系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的結(jié)構(gòu) 8.4 并聯(lián)操作手動(dòng)力學(xué) 8.5 輪式機(jī)器人動(dòng)力學(xué) 8.5.1 傳統(tǒng)車輪機(jī)器人 8.5.2 全方位輪式機(jī)器人第9章 機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制 9.1 控制器與控制方法 9.1.1 運(yùn)動(dòng)控制與動(dòng)態(tài)控制 9.1.2 機(jī)器人的控制器 9.1.3 控制性能要求 9.2 多關(guān)節(jié)機(jī)器人的控制 9.2.1 位置伺服控制 9.2.2 速度控制 9.2.3 加速度控制 9.2.4 計(jì)算力矩控制 9.3 線性化模型設(shè)計(jì)機(jī)器人控制器方法 9.4 機(jī)器人手臂的自適應(yīng)控制 9.4.1 機(jī)器人狀態(tài)方程 9.4.2 模型參考自適應(yīng)控制 9.4.3 自校正自適應(yīng)控制 9.4.4 基于機(jī)器人特性的自適應(yīng)控制 9.5 學(xué)習(xí)控制 9.6 典型機(jī)器人控制系統(tǒng)第10章 機(jī)器人的力控制 10.1 引言 10.2 作業(yè)約束與力控制 10.3 機(jī)器人的觸覺(jué)系統(tǒng)與腕力傳感器 10.4 機(jī)器人的阻抗控制 10.5 機(jī)器人的順應(yīng)控制 10.6 機(jī)器人的位置和力混合控制參考文獻(xiàn)