機器人系統(tǒng)（原書第2版）

譯者序
前言
第1章　緒論 1
1.1 機械手 3
1.2 工業(yè)機器人 6
第2章　齊次變換矩陣 9
2.1 平移變換 9
2.2 旋轉變換 10
2.3 位姿和位移 13
2.4 機器人的幾何模型 16
第3章　機器人機構的幾何描述 21
3.1　運動副的矢量參數(shù) 21
3.2　機構的矢量參數(shù) 24
第4章　方向 30
第5章　二連桿機械手 37
5.1　運動學 37
5.2　靜力學 41
5.3　工作空間 42
5.4　動力學 46
第6章　并聯(lián)機器人 54
6.1　并聯(lián)機器人的特點 54
6.1.1　自由度數(shù) 55
6.1.2　并聯(lián)機器人的優(yōu)點和缺點 57
6.2　并聯(lián)機器人的運動學編排 57
6.2.1　斯提沃爾特-茍夫平臺 57
6.2.2　德爾塔機器人 58
6.2.3　平面并聯(lián)機器人 59
6.2.4　并聯(lián)仿人肩 60
6.3　并聯(lián)機器人的建模與設計 61
6.3.1　并聯(lián)機器人的運動學參數(shù)和坐標 62
6.3.2　并聯(lián)機器人的逆向運動學和正向運動學 63
6.3.3　設計并聯(lián)機器人 64
第7章　機器人所用傳感器 66
7.1　感知原理 66
7.2　運動傳感器 66
7.2.1　傳感器的安裝位置 66
7.2.2　電位計 67
7.2.3　光電編碼器 68
7.2.4　磁編碼器 72
7.2.5　轉速計 72
7.2.6　慣性測量單元 73
7.3　接觸式傳感器 75
7.3.1　觸覺傳感器 75
7.3.2　限位開關和碰撞傳感器 76
7.3.3　力和力矩傳感器 76
7.3.4　關節(jié)力矩傳感器 78
7.4　接近和測距傳感器 79
7.4.1　超聲波測距儀 79
7.4.2　激光測距儀和激光掃描儀 81
第8章　機器人視覺 83
8.1　系統(tǒng)配置 83
8.2　正向投影 83
8.3　反向投影 88
8.3.1　單攝像機 88
8.3.2　立體視覺 90
8.4　圖像處理 92
8.5　從圖像獲得物體位姿信息 92
8.5.1　攝像機標定 93
8.5.2　物體位姿 94
第9章　軌跡規(guī)劃 96
9.1　兩點間軌跡的插值 96
9.2　路徑點插值法 98
第10章　機器人控制 104
10.1　基于內(nèi)部坐標系的機器人控制 105
10.1.1　PD位置控制 105
10.1.2　具有重力補償?shù)腜D位置控制 106
10.1.3　基于逆向動力學的機器人控制 107
10.2　基于外部坐標系的機器人控制 110
10.2.1　基于轉置雅可比矩陣的控制 111
10.2.2　基于逆雅可比矩陣的控制 112
10.2.3　具有重力補償?shù)腜D位置控制 112
10.2.4　基于逆向動力學的機器人控制 113
10.3　基于接觸力的機器人控制 115
10.3.1　通過逆向動力學線性化機器人系統(tǒng) 116
10.3.2　力的控制 117
第11章　機器人工作環(huán)境 120
11.1　機器人安全性 120
11.2　裝配過程中的機器人外圍設備 124
11.3　供料裝置 125
11.4　傳送帶 129
11.5　機器人抓爪和工具 130
第12章　協(xié)作機器人 135
12.1　協(xié)作工業(yè)機器人系統(tǒng) 135
12.2　協(xié)作機器人概述 136
12.3　協(xié)作操作 138
12.3.1　安全可控的機器人停止 139
12.3.2　示教 139
12.3.3　速度和距離監(jiān)控 140
12.3.4　功率和力的限制 142
12.4　協(xié)作機器人的抓爪 144
12.5　協(xié)作機器人系統(tǒng)的應用 145
第13章　移動機器人 147
13.1　移動機器人運動學 148
13.2　導航 153
13.2.1　定位 153
13.2.2　路徑規(guī)劃 156
13.2.3　路徑控制 157
第14章　仿人機器人 163
14.1　雙足移動 164
14.1.1　零力矩點 164
14.1.2　步態(tài)生成 166
14.2　模仿學習 169
14.2.1　觀察人類運動并將其遷移至仿人機器人運動 169
14.2.2　動態(tài)運動基元 172
14.2.3　線性動力學系統(tǒng)的收斂性 173
14.2.4　點到點運動的動態(tài)運動基元 173
14.2.5　通過單次示教估算DMP參數(shù) 176
14.2.6　DMP調(diào)制 177
第15章　工業(yè)機械臂的精度和重復性 180
附錄　圓周運動加速度的推導 189
參考資料 191
索引 192