机器人技术基础

目录
前言
第1章概论
1.1机器人概述
1.1.1机器人的定义
1.1.2机器人的发展史
1.1.3机器人的组成与分类
1.1.4机器人的应用场合
1.2典型机器人构型
1.2.1直角坐标机器人
1.2.2圆柱坐标机器人
1.2.3极坐标机器人
1.2.4SCARA机器人
1.2.5关节型机器人
1.2.6并联机器人
1.3机器人的发展趋势
本章小结
思考题与习题
第2章机器人机构
2.1工业机器人的结构
2.1.1机身
2.1.2臂部
2.1.3腕部
2.1.4末端执行器
2.2机器人的驱动机构
2.2.1驱动方式
2.2.2直线驱动机构
2.2.3旋转驱动机构
2.2.4工业机器人常用的减速器
2.3工业机器人的技术参数
2.3.1自由度
2.3.2作业范围
2.3.3工作速度
2.3.4承载能力
2.3.5定位精度和重复定位精度
2.3.6典型机器人的技术参数
2.4移动机器人的结构
2.4.1车轮式行走机构
2.4.2履带式行走机构
2.4.3步行机构
本章小结
思考题与习题
第3章机器人运动学
3.1概述
3.2物体在空间中的位姿描述
3.3齐次坐标与齐次坐标变换
3.3.1齐次坐标
3.3.2齐次坐标变换
3.3.3齐次坐标变换举例
3.3.4机器人末端执行器的位姿表示
3.4变换方程的建立
3.4.1多级坐标的变换
3.4.2多种坐标系的变换
3.5RPY角与欧拉角
3.5.1RPY角（绕固定轴x、y、z旋转）
3.5.2欧拉角
3.6机器人连杆D-H参数及其坐标变换
3.6.1D-H参数法
3.6.2连杆坐标系之间的坐标变换
3.7机器人运动学方程实例
3.7.1运动学方程建立实例
3.7.2建立运动学方程的步骤总结
3.8机器人逆运动学
3.8.1逆运动学的特性
3.8.2逆运动学求解举例
本章小结
思考题与习题
第4章机器人动力学
4.1机器人速度分析
4.1.1末端执行器速度与关节速度的
关系
4.1.2雅可比矩阵的性质
4.1.3微分运动的逆运动学
4.2牛顿-欧拉动力学方程
4.2.1基本动力学方程
4.2.2动力学方程的封闭形式
4.2.3动力学方程的物理意义
4.3机器人动力学的拉格朗日方程
4.3.1拉格朗日动力学
4.3.2平面机器人动力学
4.3.3惯性矩阵
4.3.4广义力
本章小结
思考题与习题
第5章机器人感知系统
5.1机器人传感器概述
5.1.1机器人传感器的定义
5.1.2机器人传感器的分类
5.1.3机器人传感器的性能指标
5.1.4机器人传感器的要求与选择
5.2机器人内部传感器
5.2.1位置传感器
5.2.2速度（角速度）传感器
5.2.3加速度传感器
5.2.4倾斜角传感器
5.2.5力（力矩）传感器
5.3机器人外部传感器
5.3.1视觉传感器
5.3.2听觉传感器
5.3.3触觉传感器
5.3.4接近觉传感器
5.3.5其他传感器
5.4传感器信息融合
5.4.1多传感器信息融合技术
5.4.2多传感器融合应用实例
本章小结
思考题与习题
第6章机器人的常用控制方法
6.1机器人控制的特点及分类
6.1.1机器人控制的特点
6.1.2机器人控制的分类
6.2机器人的位置控制
6.2.1基于直流伺服电动机的单关节
控制
6.2.2基于交流伺服电动机的单关节
控制
6.2.3操作臂的多关节控制
6.3机器人的力控制
6.3.1质量-弹簧系统的力控制
6.3.2力/位混合控制
6.4机器人的现代控制技术
6.4.1机器人的自适应控制
6.4.2机器人的滑模变结构控制
6.5机器人的智能控制技术
6.5.1机器人的学习控制
6.5.2机器人的模糊控制
本章小结
思考题与习题
第7章工业机器人的轨迹规划
7.1机器人轨迹规划
7.1.1轨迹规划的一般性问题
7.1.2轨迹的生成方式
7.1.3轨迹规划涉及的主要问题
7.1.4关节空间描述与直角坐标空间
描述
7.1.5轨迹规划的基本原理
7.2关节空间的轨迹规划
7.2.1三次多项式轨迹规划
7.2.2五次多项式轨迹规划
7.2.3抛物线过渡的线性运动轨迹
7.2.4具有中间点及用抛物线过渡的
线性运动轨迹
7.2.5高次多项式运动轨迹
7.2.6其他轨迹
7.3直角坐标空间的轨迹规划
本章小结
思考题与习题
第8章机器人操作系统及路径规划
8.1概述
8.2机器人操作系统的工作原理
8.3RVIZ及机器人仿真
8.4机器视觉识别、定位与轨迹规划
8.4.1机器人视觉识别
8.4.2机器人视觉定位
8.4.3轨迹规划方法
8.4.4视觉SLAM系统的关键问题
本章小结
思考题与习题
第9章机器人应用
9.1应用工业机器人必须考虑的因素
9.1.1机器人的任务估计
9.1.2应用机器人三要素
9.1.3使用机器人的经验准则
9.1.4采用机器人的步骤
9.2工业机器人应用实例
9.2.1工业机器人的特点与分类
9.2.2搬运机器人
9.2.3焊接机器人
9.2.4上下料机器人
9.3其他机器人应用实例
9.3.1家政服务机器人
9.3.2医疗机器人
9.3.3农业机器人
本章小结
思考题与习题
参考文献