[套装书]现代机器人学：机构、规划与控制+机器人学导论（原书第4版）（2册）

作者
[美] 凯文·M.林奇（Kevin M.Lynch）[韩] 朴钟宇（Frank C.Park）（美）约翰J.克雷格（John J. Craig）
丛书名
机器人学译丛
出版社
机械工业出版社
ISBN
9782002122051
简要
简介
内容简介书籍计算机书籍 ---------------------------现代机器人学：机构、规划与控制--------------------------- 本书系统地介绍了机器人学的基础理论知识，重心放在机器人机构、规划与控制三个方面，为机器人学的入门教材，可纳入到机器人导论的范畴。 全书以现代数学分支之一——旋量理论为工具和桥梁，衔接全书知识体系。这既是书名定位为现代机器人学的主要依据，也是本书区别其他机器人导论类教材的重要特征。 全书总共13章，第1章为绪论。第2章主要介绍与机器人机构有关的若干基本概念，第3章作为全书的理论基础，详细讨论如何应用旋量理论构建刚体运动模型的过程；第4?7章主要讲述有关机器人运动学方面的基础内容，包括开链机器人正向运动学（第4章）、一阶运动学与静力学（第5章）、逆向运动学（第6章）和并联机器人运动学（第7章）。第8?11章主要讲述有关机器人动力学、规划与控制方面的基础内容，包括开链机器人动力学建模（第8章）、轨迹生成（第9章）与运动规划算法（第10章）以及经典的机器人控制方法等（第11章）。第12?13章主要介绍机器人的两种典型形态—操作手与移动机器人的基础知识与原理。此外，作为正文的补充，增加了4个附录内容，包括全书重要结论、刚体姿态描述方法、D-H参数法以及优化算法等。 本书可作为高年级机器人工程专业本科专业教材或研究生教材，也可作为相关科研人员与工程技术人员参考用书。 ---------------------------机器人学导论（原书第4版）--------------------------- 本书系统讲解了机器人学的理论知识，主要内容包括：空间位姿的描述和变换、操作臂的正运动学和逆运动学、操作臂的雅可比、操作臂动力学、轨迹规划、操作臂的机构设计、操作臂的线性和非线性控制、操作臂的力控制、机器人编程语言和离线编程。此外，各章末包括不同难度的习题、编程练习和MATLAB练习。 本书可作为高等院校相关专业的教材和参考书，也可供相关技术人员参考。
目录



---------------------------现代机器人学：机构、规划与控制---------------------------


译者序
序一
序二
前言
作译者简介
第1章　绪论 1
第2章　位形空间 8
2.1　刚体的自由度 9
2.2　机器人的自由度 10
2.3　位形空间：拓扑与表达 15
2.4　位形与速度约束 18
2.5　任务空间与工作空间 21
2.6　本章小结 23
2.7　推荐阅读 24
习题 24
第3章　刚体运动 34
3.1　平面内的刚体运动 36
3.2　旋转与角速度 40
3.3　刚体运动与运动旋量 53
3.4　力旋量 67
3.5　本章小结 68
3.6　软件 69
3.7　推荐阅读 70
习题 71
第4章　正向运动学 84
4.1　指数积公式 86
4.2　通用机器人的描述格式 94
4.3　本章小结 98
4.4　软件 99
4.5　推荐阅读 99
习题 99
第5章　一阶运动学与静力学 106
5.1　机器人雅可比 110
5.2　开链机器人的静力学 118
5.3　奇异性分析 119
5.4　可操作度 122
5.5　本章小结 124
5.6　软件 125
5.7　推荐阅读 125
习题 125
第6章　逆运动学 134
6.1　逆运动学的解析求解 135
6.2　逆运动学的数值求解 138
6.3　逆向速度运动学 142
6.4　有关闭环的一点说明 143
6.5　本章小结 144
6.6　软件 144
6.7　推荐阅读 144
习题 145
第7章　闭链运动学 150
7.1　正、逆运动学 151
7.2　微分运动学 154
7.3　奇异 157
7.4　本章小结 160
7.5　推荐阅读 160
习题 161
第8章　开链动力学 164
8.1　拉格朗日方程 165
8.2　单刚体动力学 172
8.3　牛顿–欧拉逆动力学 178
8.4　封闭形式的动力学方程 181
8.5　开链机器人的正向动力学 183
8.6　任务空间中的动力学 184
8.7　受约束动力学 185
8.8　URDF中的机器人动力学 187
8.9　驱动、传动和摩擦 187
8.10　本章小结 194
8.11　软件 197
8.12　推荐阅读 199
习题 199
第9章　轨迹生成 202
9.1　定义 202
9.2　点到点的轨迹 202
9.3　多项式中间点的轨迹 208
9.4　时间最优的时间标度 209
9.5　本章小结 215
9.6　软件 216
9.7　推荐阅读 217
习题 217
第10章　运动规划 221
10.1　运动规划概述 221
10.2　基础知识 224
10.3　完整路径规划器 231
10.4　网格方法 232
10.5　采样方法 239
10.6　虚拟势场 244
10.7　非线性优化 248
10.8　平滑 249
10.9　本章小结 250
10.10　推荐阅读 251
习题 253
第11章　机器人控制 255
11.1　控制系统概述 255
11.2　误差动力学 256
11.3　速度输入的运动控制 261
11.4　力或力矩输入的运动控制 267
11.5　力控制 276
11.6　运动–力混合控制 278
11.7　阻抗控制 281
11.8　底层的关节力/力矩控制 283
11.9　其他议题 285
11.10　本章小结 286
11.11　软件 287
11.12　推荐阅读 288
习题 288
第12章　抓握和操作 294
12.1　接触运动学 295
12.2　接触力和摩擦力 309
12.3　操作 316
12.4　本章小结 321
12.5　推荐阅读 321
习题 322
第13章　轮式移动机器人 328
13.1　轮式移动机器人的类型 328
13.2　全向轮式移动机器人 329
13.3　非完整轮式移动机器人 333
13.4　里程计测距 350
13.5　移动操作 352
13.6　本章小结 354
13.7　推荐阅读 355
习题 356
附录A　重要公式汇总 363
附录B　转动的其他表示方法 369
附录C　D-H参数法 376
附录D　优化和拉格朗日乘子 383
参考文献 385
索引 394



---------------------------机器人学导论（原书第4版）---------------------------


译者序
前言
第1章概述
1.1背景
1.2操作臂的力学与控制
1.3符号
参考文献
习题
编程练习
MATLAB练习
第2章空间描述和变换
2.1引言
2.2描述：位置、姿态与位姿
2.3映射：从一个坐标系到另一坐标系的变换
2.4算子：平移、旋转和变换
2.5总结和说明
2.6变换的计算
2.7变换方程
2.8其他姿态描述
2.9自由矢量的变换
2.10计算问题
参考文献
习题
编程练习
MATLAB练习
第3章操作臂运动学
3.1引言
3.2连杆的描述
3.3连杆连接的描述
3.4连杆坐标系的定义
3.5操作臂运动学
3.6驱动器空间、关节空间和笛卡儿空间
3.7实例：两种工业机器人的运动学问题
3.8坐标系的标准命名
3.9工具的位置
3.10计算问题
参考文献
习题
编程练习
MATLAB练习
第4章操作臂逆运动学
4.1引言
4.2解的存在性
4.3当n<6时操作臂子空间的描述
4.4代数解法和几何解法
4.5简化成多项式的代数解法
4.6三轴相交的Pieper解法
4.7操作臂逆运动学实例
4.8标准坐标系
4.9操作臂求解
4.10重复精度和精度
4.11计算问题
参考文献
习题
编程练习
MATLAB练习
第5章雅可比：速度和静力
5.1引言
5.2时变位置和姿态的符号表示
5.3刚体的线速度和角速度
5.4对角速度的进一步研究
5.5机器人连杆的运动
5.6连杆之间的速度“传递”
5.7雅可比
5.8奇异性
5.9操作臂的静力
5.10力域中的雅可比
5.11速度和静力的笛卡儿变换
参考文献
习题
编程练习
MATLAB练习
第6章操作臂动力学
6.1引言
6.2刚体的加速度
6.3质量分布
6.4牛顿方程和欧拉方程
6.5牛顿欧拉递推动力学方程
6.6迭代形式与封闭形式
6.7封闭形式的动力学方程应用举例
6.8操作臂动力学方程的结构
6.9操作臂动力学的拉格朗日方程
6.10笛卡儿空间中的操作臂动力学
6.11考虑非刚体影响
6.12动力学仿真
6.13计算问题
参考文献
习题
编程练习
MATLAB练习
第7章轨迹生成
7.1引言
7.2关于路径描述和路径生成的综述
7.3关节空间的规划方法
7.4笛卡儿空间规划方法
7.5笛卡儿路径的几何问题
7.6路径的实时生成
7.7使用机器人编程语言描述路径
7.8使用动力学模型的路径规划
7.9无碰撞路径规划
参考文献
习题
编程练习
MATLAB练习
第8章操作臂的机构设计
8.1引言
8.2基于任务需求的设计
8.3运动学构型
8.4工作空间属性的定量方法
8.5冗余结构与闭链结构
8.6驱动方案
8.7刚度与变形
8.8位置检测
8.9光学编码器
8.10力传感
参考文献
习题
编程练习
MATLAB练习
第9章操作臂的线性控制
9.1引言
9.2反馈与闭环控制
9.3二阶线性系统
9.4二阶系统的控制
9.5控制规律的分解
9.6轨迹跟踪控制
9.7抑制干扰
9.8连续控制与离散时间控制
9.9单关节的建模和控制
9.10工业机器人控制器的结构
参考文献
习题
编程练习
MATLAB练习
第10章操作臂的非线性控制
10.1引言
10.2非线性系统和时变系统
10.3多输入多输出控制系统
10.4操作臂的控制问题
10.5实际问题
10.6当前工业机器人控制系统
10.7李雅普诺夫稳定性分析
10.8基于笛卡儿坐标的控制系统
10.9自适应控制
参考文献
习题
编程练习
第11章操作臂的力控制
11.1引言
11.2工业机器人在装配作业中的应用
11.3部分约束任务中的控制坐标系
11.4力/位混合控制问题
11.5质量弹簧系统的力控制
11.6力/位混合控制方法
11.7当前工业机器人控制方法
参考文献
习题
编程练习
第12章机器人编程语言及编程系统
12.1引言
12.2可编程机器人的三个发展水平
12.3应用实例
12.4机器人编程语言的必要条件
12.5机器人编程语言的特殊问题
参考文献
习题
编程练习
第13章离线编程系统
13.1引言
13.2离线编程系统的要点
13.3PILOT仿真器
13.4离线编程系统的自动子任务
参考文献
习题
编程练习
附录A三角恒等式
附录B24种转角排列设定法
附录C逆运动学公式
部分习题答案
索引



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