目录

●目　　录<br /><br />代序<br />前言<br /><br />第1章　绪论1<br />　1.1　机器人学的发展1<br />　　　1.1.1　机器人的由来1<br />　　　1.1.2　机器人的定义2<br />　　　1.1.3　国际机器人学的进展2<br />　　　1.1.4　中国机器人学的进展3<br />　1.2　机器人学的学科结构及机器人与人类的关系6<br />　1.3　机器人的特点、结构与分类7<br />　　　1.3.1　机器人的主要特点7<br />　　　1.3.2　机器人系统的结构7<br />　　　1.3.3　机器人的自由度8<br />　　　1.3.4　机器人的分类9<br />　1.4　机器人学与人工智能12<br />　　　1.4.1　机器人学与人工智能的关系12<br />　　　1.4.2　机器人学的研究领域和智能机器人13<br />　1.5　机器人学的应用领域15<br />　　　1.5.1　工业机器人15<br />　　　1.5.2　探索机器人15<br />　　　1.5.3　服务机器人16<br />　　　1.5.4　军用机器人17<br />　　　1.5.5　具身机器人17<br />　1.6　机器人技术的现状和趋势20<br />　　　1.6.1　国内外机器人市场20<br />　　　1.6.2　中国工业机器人市场21<br />　1.7　本书概要22<br />　1.8　本章小结23<br />　习题23<br /><br />第2章　数理基础25<br />　2.1　位置和姿态的表示25<br />　　　2.1.1　位置描述25<br />　　　2.1.2　方位描述25<br />　　　2.1.3　位姿描述26<br />　2.2　坐标变换27<br />　　　2.2.1　平移坐标变换27<br />　　　2.2.2　旋转坐标变换27<br />　2.3　齐次坐标变换28<br />　　　2.3.1　齐次变换28<br />　　　2.3.2　平移齐次坐标变换30<br />　　　2.3.3　旋转齐次坐标变换31<br />　2.4　物体的变换及逆变换32<br />　　　2.4.1　物体位置描述32<br />　　　2.4.2　齐次变换的逆变换33<br />　　　2.4.3　变换方程初步35<br />　2.5　通用旋转变换36<br />　　　2.5.1　通用旋转变换公式36<br />　　　2.5.2　等效转角与转轴37<br />　2.6　本章小结38<br />　习题39<br /><br />第3章　机器人运动学41<br />　3.1　机器人运动方程的表示41<br />　　　3.1.1　运动姿态和方向角42<br />　　　3.1.2　运动位置和坐标44<br />　　　3.1.3　连杆变换矩阵及其乘积45<br />　3.2　机械手运动方程的求解48<br />　　　3.2.1　欧拉变换解48<br />　　　3.2.2　滚仰偏变换解51<br />　　　3.2.3　球面变换解52<br />　3.3　PUMA 560机器人运动方程53<br />　　　3.3.1　PUMA 560运动分析54<br />　　　3.3.2　PUMA 560运动综合57<br />　3.4　本章小结60<br />　习题61<br /><br />第4章　机器人动力学65<br />　4.1　刚体动力学65<br />　　　4.1.1　刚体的动能与位能66<br />　　　4.1.2　动力学方程的两种求法68<br />　4.2　机械手动力学方程72<br />　　　4.2.1　速度的计算73<br />　　　4.2.2　动能和位能的计算74<br />　　　4.2.3　动力学方程的推导77<br />　4.3　本章小结78<br />　习题78<br /><br />第5章　机器人控制81<br />　5.1　机器人的基本控制原则81<br />　　　5.1.1　基本控制原则81<br />　　　5.1.2　伺服控制系统举例84<br />　5.2　机器人的位置控制85<br />　　　5.2.1　直流传动系统的建模86<br />　　　5.2.2　位置控制的基本结构89<br />　　　5.2.3　单关节位置控制器90<br />　　　5.2.4　多关节位置控制器97<br />　5.3　机器人的力和位置混合控制100<br />　　　5.3.1　力和位置混合控制方案100<br />　　　5.3.2　力和位置混合控制系统的控制规律102<br />　5.4　机器人的智能控制106<br />　　　5.4.1　智能控制系统的分类106<br />　　　5.4.2　多指灵巧手的神经控制111<br />　5.5　基于深度学习的机器人控制114<br />　　　5.5.1　基于深度学习的机器人控制概述114<br />　　　5.5.2　基于深度学习的机器人控制示例116<br />　5.6　本章小结119<br />　习题119<br /><br />第6章　机器人传感器122<br />　6.1　机器人传感器概述122<br />　　　6.1.1　机器人传感器的特点与分类122<br />　　　6.1.2　应用传感器时应考虑的因素123<br />　6.2　内传感器124<br />　　　6.2.1　位移/位置传感器124<br />　　　6.2.2　速度和加速度传感器127<br />　　　6.2.3　力觉传感器128<br />　6.3　外传感器130<br />　　　6.3.1　触觉传感器130<br />　　　6.3.2　应力传感器133<br />　　　6.3.3　接近度传感器134<br />　6.4　机器人视觉装置136<br />　　　6.4.1　机器人眼136<br />　　　6.4.2　视频信号数字变换器137<br />　　　6.4.3　固态视觉装置139<br />　　　6.4.4　激光雷达141<br />　6.5　本章小结143<br />　习题143<br /><br />第7章　机器人轨迹规划145<br />　7.1　轨迹规划应考虑的问题145<br />　7.2　关节轨迹的插值计算146<br />　　　7.2.1　三次多项式插值147<br />　　　7.2.2　过路径点的三次多项式插值148<br />　　　7.2.3　高阶多项式插值149<br />　　　7.2.4　用抛物线过渡的线性插值150<br />　　　7.2.5　过路径点用抛物线过渡的线性插值151<br />　7.3　笛卡儿路径轨迹规划152<br />　7.4　规划轨迹的实时生成158<br />　7.5　本章小结161<br />　习题161<br /><br />第8章　机器人编程163<br />　8.1　对机器人编程的要求163<br />　8.2　机器人语言系统的结构和基本功能164<br />　　　8.2.1　机器人语言系统的结构164<br />　　　8.2.2　机器人语言系统的基本功能165<br />　8.3　机器人操作系统166<br />　8.4　解释型脚本语言Python169<br />　　　8.4.1　Python语言的基本数据结构170<br />　　　8.4.2　选择结构和循环结构172<br />　　　8.4.3　Python的函数173<br />　8.5　基于MATLAB的机器人学仿真174<br />　　　8.5.1　齐次坐标变换175<br />　　　8.5.2　机器人对象构建176<br />　　　8.5.3　机器人运动学求解178<br />　　　8.5.4　轨迹规划179<br />　8.6　机器人的离线编程180<br />　　　8.6.1　机器人离线编程的特点和主要内容180<br />　　　8.6.2　机器人离线编程系统的结构182<br />　8.7　本章小结184<br />　习题185<br /><br />参考文献188