机器人系统

译者序
前言
第1章　绪论 1
1.1 机械手 3
1.2 工业机器人 6
第2章　齐次变换矩阵 9
2.1 平移变换 9
2.2 旋转变换 10
2.3 位姿和位移 13
2.4 机器人的几何模型 16
第3章　机器人机构的几何描述 21
3.1　运动副的矢量参数 21
3.2　机构的矢量参数 24
第4章　方向 30
第5章　二连杆机械手 37
5.1　运动学 37
5.2　静力学 41
5.3　工作空间 42
5.4　动力学 46
第6章　并联机器人 54
6.1　并联机器人的特点 54
6.1.1　自由度数 55
6.1.2　并联机器人的优点和缺点 57
6.2　并联机器人的运动学编排 57
6.2.1　斯提沃尔特-苟夫平台 57
6.2.2　德尔塔机器人 58
6.2.3　平面并联机器人 59
6.2.4　并联仿人肩 60
6.3　并联机器人的建模与设计 61
6.3.1　并联机器人的运动学参数和坐标 62
6.3.2　并联机器人的逆向运动学和正向运动学 63
6.3.3　设计并联机器人 64
第7章　机器人所用传感器 66
7.1　感知原理 66
7.2　运动传感器 66
7.2.1　传感器的安装位置 66
7.2.2　电位计 67
7.2.3　光电编码器 68
7.2.4　磁编码器 72
7.2.5　转速计 72
7.2.6　惯性测量单元 73
7.3　接触式传感器 75
7.3.1　触觉传感器 75
7.3.2　限位开关和碰撞传感器 76
7.3.3　力和力矩传感器 76
7.3.4　关节力矩传感器 78
7.4　接近和测距传感器 79
7.4.1　超声波测距仪 79
7.4.2　激光测距仪和激光扫描仪 81
第8章　机器人视觉 83
8.1　系统配置 83
8.2　正向投影 83
8.3　反向投影 88
8.3.1　单摄像机 88
8.3.2　立体视觉 90
8.4　图像处理 92
8.5　从图像获得物体位姿信息 92
8.5.1　摄像机标定 93
8.5.2　物体位姿 94
第9章　轨迹规划 96
9.1　两点间轨迹的插值 96
9.2　路径点插值法 98
第10章　机器人控制 104
10.1　基于内部坐标系的机器人控制 105
10.1.1　PD位置控制 105
10.1.2　具有重力补偿的PD位置控制 106
10.1.3　基于逆向动力学的机器人控制 107
10.2　基于外部坐标系的机器人控制 110
10.2.1　基于转置雅可比矩阵的控制 111
10.2.2　基于逆雅可比矩阵的控制 112
10.2.3　具有重力补偿的PD位置控制 112
10.2.4　基于逆向动力学的机器人控制 113
10.3　基于接触力的机器人控制 115
10.3.1　通过逆向动力学线性化机器人系统 116
10.3.2　力的控制 117
第11章　机器人工作环境 120
11.1　机器人安全性 120
11.2　装配过程中的机器人外围设备 124
11.3　供料装置 125
11.4　传送带 129
11.5　机器人抓爪和工具 130
第12章　协作机器人 135
12.1　协作工业机器人系统 135
12.2　协作机器人概述 136
12.3　协作操作 138
12.3.1　安全可控的机器人停止 139
12.3.2　示教 139
12.3.3　速度和距离监控 140
12.3.4　功率和力的限制 142
12.4　协作机器人的抓爪 144
12.5　协作机器人系统的应用 145
第13章　移动机器人 147
13.1　移动机器人运动学 148
13.2　导航 153
13.2.1　定位 153
13.2.2　路径规划 156
13.2.3　路径控制 157
第14章　仿人机器人 163
14.1　双足移动 164
14.1.1　零力矩点 164
14.1.2　步态生成 166
14.2　模仿学习 169
14.2.1　观察人类运动并将其迁移至仿人机器人运动 169
14.2.2　动态运动基元 172
14.2.3　线性动力学系统的收敛性 173
14.2.4　点到点运动的动态运动基元 173
14.2.5　通过单次示教估算DMP参数 176
14.2.6　DMP调制 177
第15章　工业机械臂的精度和重复性 180
附录　圆周运动加速度的推导 189
参考资料 191
索引 192