《机器人导论(英文版)》内容包括机器人学的概况、运动学、静力分析、动力学、递推机器人动力学、控制技术、运动规划、驱动技术、传动技术及传感器技术等,是一本全面讲述机器人学的教科书。《机器人导论(英文版)》通过学生易于接受的方式解释繁杂的概念和理论,内容丰富,插图简洁,并配有大量的实际案例和练习,适合不同程度的读者选择。
递推机器人动力学作为单独的一章,介绍自动生成动态算法的方法 对执行系统、机器人控制和机器人应用的介绍更为全面 通过案例讨论机器人系统 递推逆向动力学的工业操作(RIDM)和MATLAB的练习资料包括:100个案例 141个练习
曾几何时,机器人在人们的想象中还是一个深不可测的变形金刚。短短二十余年里,在一大批致力于机器人研究的学者和专家的共同努力下,机器人已经真实地走进了我们的生活。人们不再惧怕机器人,它作为我们的朋友,相伴在人们的左右,而这种相伴将是持续的、发展的、越来越亲密和越来越广泛的。
机器人的发展、进步以及在现实中的应用被看做是当今技术革命最伟大的进步之一,它已经成为现代生产自动化的三大支柱之一。
在工业生产中,产品的焊接、装配、搬运、喷涂、切割、研磨、检测等多种作业,已经实现了机器人替代人工操作。机器人扮演着灵巧自如、不知疲倦的“操作者”的角色,替代人工出色地完成着极其繁重、复杂、精密或者充满着危险的各种工作。在医疗卫生事业中,机器人开始替代医生,进行精细而复杂的手术,甚至可以在血管中行进,深入到人体中作业,而这种作业医生是很难完成的;在军事中,反恐及参战机器人已经能够用在实战中,显示着一个国家的国防实力;在宇宙探测中,使用登月机器人在月球、火星上完成多种科学探测;在日常生活中,服务型机器人扮演着护士、引导员、清洁工等角色,协助残疾人便利地生活,帮助人们完成繁杂的家务劳动。诸如此类,机器人已经深入到我们生活和生产的各个方面,忠实友好地帮助着人类。放眼未来,机器人的发展空间巨大,它与人类的密切程度及所能扮演的角色甚至是不可预测和想象的。
许多行业的发展离不开机器人和机器人技术的快速进步,而机器人学更是一门高度交叉的前沿学科,它包含机械学、生物学、人类学、计算机科学与工程、控制学与控制工程学、电子工程学、人工智能、社会学等。使越来越多的人对机器人发生兴趣而致力于机器人技术的研究是我的心愿。国内外许多大学开设了与机器人相关的课程。许多学者出版了不少优秀的教科书,而由S K SAHA教授近期出版的这本教科书,就是其中的代表之一。
出版说明
序
前言
第1章 绪论
1.1 历史 1
1.2 机器人5
1.3 机器人的用途8
总结 13
练习 13
基于Web的练习 13
第2章 串行机器人
2.1 机器人子系统14
2.2 按机器人的应用分类24
2.3 按机器人的坐标方式分类24
2.4 按机器人的驱动系统分类29
2.5 按机器人的控制方式分类29
2.6 按机器人的编程方法分类30
总结 30
练习31
基于Web的练习31
第3章 执行系统
3.1 气动执行机构32
3.2 液压执行机构36
3.3 电动执行机构38
3.4 电动机选型49
总结50
练习50
基于Web的练习51
第4章 转感系统
4.1 传感器分类52
4.2 内部传感器53
4.3 外部传感器62
4.4 视觉系统66
4.5 传感器选型72
总结74
练习75
基于Web的练习75
第5章 位姿变换
5.1 机器人机构形式76
5.2 刚体位姿83
5.3 坐标变换92
5.4 DH参数100
总结109
练习 109
基于MATLAB的练习 110
第6章 运动学
6.1 运动学正解113
6.2 运动学逆解121
6.3 速度分析:雅可比矩阵130
6.4 杆件速度133
6.5 雅可比矩阵计算134
6.6 用解耦正交补矩阵求雅可比矩阵138
6.7 奇异点分析141
6.8 加速度分析143
总结144
练习 144
基于MATLAB的练习145
第7章 静力分析
7.1 力和力矩的平衡147
7.2 递推计算149
7.3 等效关节力矩151
7.4 静力学中雅可比矩阵的作用157
7.5 力椭球161
总结162
练习162
基于MATLAB的练习162
第8章 动力学
8.1 惯性特性164
8.2 欧拉-拉格朗日方程172
8.3 牛顿-欧拉方程181
8.4 递推牛顿-欧拉算法186
8.5 动力学算法195
总结203
练习203
基于Web的练习203
基于MATLAB的练习204
第9章 递推机器人动力学
9.1 动力学模型206
9.2 解析表达式211
9.3 运用RIDIM的递推逆向动力学221
9.4 递推正向动力学与仿真229
总结236
练习236
RIDIM基础练习236
基于MATLAB的练习237
第10章 控制
10.1 控制技术240
10.2 二阶线性系统242
10.3 反馈控制246
10.4 反馈控制系统的性能252
10.5 机器人关节255
10.6 关节控制260
10.7 非线性轨迹控制266
10.8 状态空间的表示和控制270
10.9 稳定性276
10.10 笛卡儿空间和力的控制279
总结281
练习282
基于MATLAB的练习282
第11章 运动规划
11.1 关节空间规划284
11.2 笛卡儿空间规划290
11.3 位置和姿态轨迹295
11.4 点到点规划300
11.5 连续轨迹生成306
总结314
练习314
基于MATLAB的练习315
第12章 机器人用计算机
12.1 运算速度316
12.2 硬件要求320
12.3 控制要求322
12.4 机器人编程325
12.5 硬件体系结构334
总结337
练习337
基于Web的练习337
附录A 数学基础
附录B MATLAB与RIDIM的使用说明
附录C 学生项目:案例分析
参考文献
索引
教师反馈表