機(jī)器人系統(tǒng)（原書第2版）

譯者序
前言
第1章　緒論 1
1.1 機(jī)械手 3
1.2 工業(yè)機(jī)器人 6
第2章　齊次變換矩陣 9
2.1 平移變換 9
2.2 旋轉(zhuǎn)變換 10
2.3 位姿和位移 13
2.4 機(jī)器人的幾何模型 16
第3章　機(jī)器人機(jī)構(gòu)的幾何描述 21
3.1　運(yùn)動副的矢量參數(shù) 21
3.2　機(jī)構(gòu)的矢量參數(shù) 24
第4章　方向 30
第5章　二連桿機(jī)械手 37
5.1　運(yùn)動學(xué) 37
5.2　靜力學(xué) 41
5.3　工作空間 42
5.4　動力學(xué) 46
第6章　并聯(lián)機(jī)器人 54
6.1　并聯(lián)機(jī)器人的特點(diǎn) 54
6.1.1　自由度數(shù) 55
6.1.2　并聯(lián)機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) 57
6.2　并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)編排 57
6.2.1　斯提沃爾特-茍夫平臺 57
6.2.2　德爾塔機(jī)器人 58
6.2.3　平面并聯(lián)機(jī)器人 59
6.2.4　并聯(lián)仿人肩 60
6.3　并聯(lián)機(jī)器人的建模與設(shè)計(jì) 61
6.3.1　并聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)參數(shù)和坐標(biāo) 62
6.3.2　并聯(lián)機(jī)器人的逆向運(yùn)動學(xué)和正向運(yùn)動學(xué) 63
6.3.3　設(shè)計(jì)并聯(lián)機(jī)器人 64
第7章　機(jī)器人所用傳感器 66
7.1　感知原理 66
7.2　運(yùn)動傳感器 66
7.2.1　傳感器的安裝位置 66
7.2.2　電位計(jì) 67
7.2.3　光電編碼器 68
7.2.4　磁編碼器 72
7.2.5　轉(zhuǎn)速計(jì) 72
7.2.6　慣性測量單元 73
7.3　接觸式傳感器 75
7.3.1　觸覺傳感器 75
7.3.2　限位開關(guān)和碰撞傳感器 76
7.3.3　力和力矩傳感器 76
7.3.4　關(guān)節(jié)力矩傳感器 78
7.4　接近和測距傳感器 79
7.4.1　超聲波測距儀 79
7.4.2　激光測距儀和激光掃描儀 81
第8章　機(jī)器人視覺 83
8.1　系統(tǒng)配置 83
8.2　正向投影 83
8.3　反向投影 88
8.3.1　單攝像機(jī) 88
8.3.2　立體視覺 90
8.4　圖像處理 92
8.5　從圖像獲得物體位姿信息 92
8.5.1　攝像機(jī)標(biāo)定 93
8.5.2　物體位姿 94
第9章　軌跡規(guī)劃 96
9.1　兩點(diǎn)間軌跡的插值 96
9.2　路徑點(diǎn)插值法 98
第10章　機(jī)器人控制 104
10.1　基于內(nèi)部坐標(biāo)系的機(jī)器人控制 105
10.1.1　PD位置控制 105
10.1.2　具有重力補(bǔ)償?shù)腜D位置控制 106
10.1.3　基于逆向動力學(xué)的機(jī)器人控制 107
10.2　基于外部坐標(biāo)系的機(jī)器人控制 110
10.2.1　基于轉(zhuǎn)置雅可比矩陣的控制 111
10.2.2　基于逆雅可比矩陣的控制 112
10.2.3　具有重力補(bǔ)償?shù)腜D位置控制 112
10.2.4　基于逆向動力學(xué)的機(jī)器人控制 113
10.3　基于接觸力的機(jī)器人控制 115
10.3.1　通過逆向動力學(xué)線性化機(jī)器人系統(tǒng) 116
10.3.2　力的控制 117
第11章　機(jī)器人工作環(huán)境 120
11.1　機(jī)器人安全性 120
11.2　裝配過程中的機(jī)器人外圍設(shè)備 124
11.3　供料裝置 125
11.4　傳送帶 129
11.5　機(jī)器人抓爪和工具 130
第12章　協(xié)作機(jī)器人 135
12.1　協(xié)作工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng) 135
12.2　協(xié)作機(jī)器人概述 136
12.3　協(xié)作操作 138
12.3.1　安全可控的機(jī)器人停止 139
12.3.2　示教 139
12.3.3　速度和距離監(jiān)控 140
12.3.4　功率和力的限制 142
12.4　協(xié)作機(jī)器人的抓爪 144
12.5　協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)的應(yīng)用 145
第13章　移動機(jī)器人 147
13.1　移動機(jī)器人運(yùn)動學(xué) 148
13.2　導(dǎo)航 153
13.2.1　定位 153
13.2.2　路徑規(guī)劃 156
13.2.3　路徑控制 157
第14章　仿人機(jī)器人 163
14.1　雙足移動 164
14.1.1　零力矩點(diǎn) 164
14.1.2　步態(tài)生成 166
14.2　模仿學(xué)習(xí) 169
14.2.1　觀察人類運(yùn)動并將其遷移至仿人機(jī)器人運(yùn)動 169
14.2.2　動態(tài)運(yùn)動基元 172
14.2.3　線性動力學(xué)系統(tǒng)的收斂性 173
14.2.4　點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動的動態(tài)運(yùn)動基元 173
14.2.5　通過單次示教估算DMP參數(shù) 176
14.2.6　DMP調(diào)制 177
第15章　工業(yè)機(jī)械臂的精度和重復(fù)性 180
附錄　圓周運(yùn)動加速度的推導(dǎo) 189
參考資料 191
索引 192