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工业机器人技术
  • 杨晓钧，李兵编著 著
  • 出版社： 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社
  • ISBN：9787560352473
  • 出版时间：2015
  • 标注页数：179页
  • 文件大小：44MB
  • 文件页数：188页
  • 主题词：工业机器人

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图书目录

第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 工业机器人概述2

1.2.1 机器人系统的基本组成2

1.2.2 工业机器人常见的结构3

1.3 基本概念及其定义6

1.3.1 机器人的自由度与活动度6

1.3.2 运动副或关节6

1.3.3 运动链7

1.3.4 机构7

1.3.5 笛卡儿坐标系和广义坐标8

1.3.6 位形空间8

1.3.7 工作空间11

1.3.8 额定速度与额定负载11

1.3.9 精度11

本章小结13

第2章 空间描述与变换14

2.1 机器人坐标系统14

2.2 位置和姿态的表示17

2.2.1 位置的描述18

2.2.2 姿态的描述19

2.3 点在不同坐标系下的映射21

2.3.1 平移映射21

2.3.2 旋转映射21

2.3.3 复合映射22

2.3.4 齐次矩阵的逆23

2.4 齐次坐标变换24

2.4.1 平移变换24

2.4.2 旋转变换25

2.5 刚体的旋转29

2.5.1 欧拉角表示法29

2.5.2 一般的旋转变换32

2.5.3 Euler-Rodrigues参数34

本章小结36

第3章 机器人正逆运动学37

3.1 机器人运动链描述37

3.2 机器人运动D-H表示法38

3.2.1 D-H参数的几何意义38

3.2.2 D-H坐标系的建立39

3.2.3 D-H参数表的建立40

3.2.4 D-H坐标系之间的齐次变换42

3.3 机器人正运动学44

3.4 机器人逆运动学48

3.4.1 平面3R机械臂逆解49

3.4.2 空间6R机械臂逆解51

本章小结57

第4章 速度与雅可比矩阵58

4.1 刚体的运动速度与加速度58

4.1.1 刚体上点的速度和加速度分析58

4.1.2 点相对于刚体移动速度与加速度分析61

4.2 串联工业机械臂速度分析62

4.2.1 微分方法62

4.2.2 几何方法64

4.2.3 雅可比矩阵的变换71

4.2.4 关节速率的求解72

4.2.5 奇异位形分析73

4.2.6 机器人性能指标75

本章小结78

第5章 刚体一般运动及螺旋79

5.1 空间直线的Plücker坐标79

5.2 刚体的一般运动80

5.3 刚体的一般瞬时运动82

5.4 刚体的运动螺旋83

5.5 机构中连杆基本的瞬时运动84

5.5.1 连杆的瞬时转动84

5.5.2 连杆的瞬时移动85

5.5.3 连杆的瞬时螺旋运动85

5.5.4 机械臂的运动螺旋86

5.6 螺旋代数运算87

5.7 刚体上作用的力螺旋88

5.7.1 空间任意力系的平衡方程88

5.7.2 刚体上作用力的螺旋表示90

5.7.3 反螺旋的物理意义91

本章小结93

第6章 关节轨迹规划94

6.1 三次多项式规划95

6.2 直线与抛物线混合规划96

6.3 多点的三次多项式规划98

6.4 多点直线与抛物线混合规划99

本章小结100

第7章 机器人动力学101

7.1 静力学101

7.1.1 单个杆件静力学101

7.1.2 递归法计算关节力103

7.1.3 能量方法106

7.2 牛顿－欧拉方程107

7.2.1 单杆牛顿－欧拉方程107

7.2.2 动力学方程的物理意义112

7.2.3 机器人动力学方程的结构113

7.2.4 机器人系统计算仿真114

7.2.5 递归牛顿－欧拉算法116

7.3 拉格朗日方程120

7.3.1 第一类拉格朗日方程120

7.3.2 第二类拉格朗日方程122

7.3.3 欧拉－拉格朗日方程126

7.3.4 n自由度机械臂动力学方程127

本章小结131

第8章 机器人控制132

8.1 二阶线性系统132

8.2 二阶线性系统的控制133

8.3 机器人独立关节控制136

8.3.1 永磁直流电机模型136

8.3.2 含轮系的直流电机控制模型138

8.3.3 单关节独立控制模型140

8.3.4 PD控制器140

8.3.5 PID控制器141

8.3.6 PID控制器增益的选择142

8.3.7 前馈控制143

8.4 动态控制145

8.4.1 控制分解法145

8.4.2 机器人计算力矩控制法147

本章小结151

附录152

附录A 数学基础152

附录B 旋转矩阵与四元数参数转换算法160

附录C 动力学基础知识162

附录D 单杆PD控制仿真166

附录E 独立关节控制仿真168

附录F PD计算力矩控制仿真171

参考文献175

名词索引177

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