柔性机器人:多尺度操作应用

译者序原书前言作者名单第1章微操作柔性集成结构设计1.1微操作中柔性结构的设计与控制问题1.1.1微尺度操作特性1.1.2可靠性和定位精度1.1.3微操作站1.1.4机器人微操作控制相关问题1.2微机电一体化设计1.2.1柔性集成结构建模1.2.2活性传导材料1.2.3多物理模型1.2.4微机电结构的优化策略1.3柔性压电传导结构的综合优化方法示例1.3.1块方法1.3.2通用设计方法1.3.3有限元模型1.3.4应用示例：柔性集成微抓手设计1.4小结参考文献第2章柔性结构的控制表示和显著特性2.1柔性结构的状态空间表示2.1.1动态表示2.1.2模态基的能量守恒模型2.1.3阻尼特性2.1.4方程组求解2.1.5模态基的状态空间表示2.1.6模态辨识与控制2.2模态能控性和能观性概念2.2.1状态能控性与能观性概述2.2.2柔性结构下的格拉姆矩阵解释2.2.3模态基的格拉姆矩阵表示2.3模型降阶2.3.1均衡实现2.3.2moore降阶技术2.3.3柔性结构的模态和均衡实现等效模态2.4模态分析准则对拓扑优化的作用2.4.1模型降阶的实际问题2.4.2执行器/传感器配置2.4.3拓扑优化中控制传递函数的频率响应2.4.4结构优化中的模态能观性判据2.4.5高控制权限(hac)/低控制权限(lac)控制2.5小结参考文献第3章柔性结构建模的结构能量法3.1简介3.2有限维系统3.2.1经典能量模型3.2.2经典网络模型3.2.3波特汉密尔顿公式3.3无限维系统3.3.1入门示例3.3.2系统分类3.3.3无限维狄拉克结构3.3.4边界控制系统及其稳定性3.4小结参考文献第4章柔性微操作机器人的开环控制方法4.1简介4.2压电微执行器4.2.1柔性压电微执行器4.2.2滞回建模与补偿4.2.3强阻尼振动系统的建模和补偿4.3热敏微执行器4.3.1热敏执行器4.3.2建模与辨识4.3.3热执行器的双稳态模块4.3.4控制4.3.5数字化微机器人4.4小结参考文献第5章多功能灵巧抓手的机械柔性和设计5.1机器人抓手系统5.1.1机器人抓手5.1.2多功能抓取概念5.1.3灵巧操作概念5.2驱动架构和弹性元件5.2.1驱动系统5.2.2“简单效应”驱动结构中的弹性传动建模5.3结构柔性5.3.1柔性关节与精度问题5.3.2多关节操作的指间关节设计示例5.3.3可形变接触表面5.4小结参考文献第6章多关节灵巧手操作的柔性触觉传感器6.1简介6.2作为机器人操作基础的人类灵巧操作6.2.1人手和手指运动6.2.2人手的触觉感知6.2.3机器人灵巧操作触觉感知的功能规范6.3触觉感知技术6.3.1电阻式传感器6.3.2导电聚合物和织物纤维6.3.3导电弹性体复合材料6.3.4导电流体6.3.5电容式传感器6.3.6压电式传感器6.3.7光学传感器6.3.8有机场效应晶体管6.4传感器解决方案和感知技术的比较6.5指甲传感器6.5.1基本描述与工作原理6.5.2制造过程6.6从指甲传感器到触觉皮肤6.6.1柔性指甲传感器阵列6.6.2尺寸、材料和制造工艺6.6.3信号寻址管理：大规模阵列和系统集成的挑战6.7从传感器到人工触摸系统6.7.1传感器保护和作用力传输6.7.2基于指甲传感器的纹理分析装置6.8应用与信号分析6.8.1表面识别6.8.2粗糙度估计6.8.3材料感官分析6.9小结参考文献第7章高精度机器手的柔性弯曲7.1高精度工业机器人应用背景7.1.1应用7.1.2高精度与建议解决方案原则之间的约束连接7.1.3超高精度机器人的几个示例7.2简单柔性的运动学分析7.2.1柔性设计7.2.2基本关节的自由度7.2.3寄生运动7.2.4直线挠性和圆形挠性7.3柔性并行化运动设计方法7.3.1目的7.3.2模块化设计方法7.3.3超高精度概念的应用7.3.4基于柔性的构件机械设计7.4legolas 5型机器人设计示例7.4.1基于柔性的机械设计7.4.2legolas 5型机器人原型7.4.3超高精度模块化并联机器人系列参考文献第8章柔性关节串联机器人的建模与运动控制8.1简介8.2建模8.2.1柔性源8.2.2动态模型8.2.3动态简化模型特性8.2.4简化示例分析8.3辨识8.3.1基于附加传感器的辨识8.3.2仅根据电动机测量值进行辨识8.3.3讨论与开放问题8.4运动控制8.4.1奇异摄动法8.4.2线性化与补偿8.4.3特殊控制方法8.5小结参考文献第9章可形变机械臂的动力学建模9.1简介9.2弹性体的newtoneuler模型9.2.1应用于刚体的poincaré方程组：newtoneuler模型9.2.2应用于浮动框架下弹性体的poincaré方程组9.2.3形变参数化9.3可形变机械臂的运动学模型9.4可形变机械臂的动力学模型9.5示例9.5.1问题描述9.5.2受力运动定义9.6小结参考文献第10章柔性结构机械手的鲁棒控制10.1简介10.2lti方法论10.2.1医疗机器人10.2.2建模与辨识10.2.3h∞控制10.2.4线性控制评价10.3lpv方法论10.3.1具有两个柔性段的机械手10.3.2lpv模型辨识10.3.3lpv系统的分析和综合方法10.3.4柔性机械手控制应用10.4小结参考文献