機(jī)器人學(xué):建模、規(guī)劃與控制(國外名校最新教材精選)
定 價(jià):86 元
- 作者:[意]布魯諾·西西里亞諾等4人
- 出版時(shí)間:2015/11/1
- ISBN:9787560557847
- 出 版 社:西安交通大學(xué)出版社
- 中圖法分類:TP24
- 頁碼:463
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16K
《機(jī)器人學(xué):建模、規(guī)劃與控制》在闡述機(jī)器人學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上介紹了機(jī)器人學(xué)的基本技術(shù)——建模、規(guī)劃與控制。全書內(nèi)容包括機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)、微分運(yùn)動(dòng)學(xué)與靜力學(xué)、軌跡規(guī)劃、執(zhí)行器與傳感器、控制體系、機(jī)器人動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)控制、力控制、視覺伺服以及移動(dòng)機(jī)器人、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃等。為了向?qū)W生傳授實(shí)用技能,全書穿插有大量精心安排的實(shí)例和一些案例研究,其中多數(shù)進(jìn)行了仿真!稒C(jī)器人學(xué):建模、規(guī)劃與控制》中提出了許多研究性問題,并介紹和解釋了如何采用恰當(dāng)?shù)墓ぞ邔で蠛瞳@得面向工程的解決方案。此外,《機(jī)器人學(xué):建模、規(guī)劃與控制》每章末附有習(xí)題,供讀者進(jìn)一步思考和鞏固所學(xué)內(nèi)容;附錄部分給出了線性代數(shù)、剛體力學(xué)、反饋控制、微分幾何、圖搜索算法等相關(guān)內(nèi)容;《器人學(xué):建模、規(guī)劃與控制》還配有電子版的題解手冊,包含了計(jì)算機(jī)求解問題的MATLAB源代碼,可免費(fèi)提供給采用《機(jī)器人學(xué):建模、規(guī)劃與控制》作為教材的教師。
《機(jī)器人學(xué):建模、規(guī)劃與控制》基本原理與技術(shù)方面主要集中在前六章,關(guān)注的是機(jī)械手結(jié)構(gòu),包括運(yùn)動(dòng)學(xué)、靜力學(xué)與軌跡規(guī)劃,機(jī)器人執(zhí)行元件、傳感器、控制單元技術(shù)。接下來的六章是提高部分的內(nèi)容,主要是機(jī)械手動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)控制、根據(jù)外部傳感器數(shù)據(jù)(力與視覺)與環(huán)境交互、移動(dòng)機(jī)器人與運(yùn)動(dòng)規(guī)劃。
(意大利)布魯諾·西西里安諾(Bruno Siciliano) (意大利)洛倫索·夏維科(Lorenzo Sciavicco) (意大利)路易吉·維拉尼(Luigi Villani) (意大利)朱塞佩·奧里奧洛(Giuseppe Oriolo) 譯者:張國良 曾靜 陳勵(lì)華 敬斌
叢書序
前言
第1章引言
1.1機(jī)器人學(xué)
1.2機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)
1.2.1機(jī)器人機(jī)械手
1.2.2移動(dòng)機(jī)器人
1.3工業(yè)機(jī)器人學(xué)
1.4先進(jìn)機(jī)器人學(xué)
1.4.1野外機(jī)器人
1.4.2服務(wù)機(jī)器人
1.5機(jī)器人建模、規(guī)劃與控制
1.5.1建模
1.5.2規(guī)劃
1.5.3控制
參考資料
第2章運(yùn)動(dòng)學(xué)
2.1剛體的姿態(tài)
2.2旋轉(zhuǎn)矩陣
2.2.1基本旋轉(zhuǎn)
2.2.2向量的表示
2.2.3向量的旋轉(zhuǎn)
2.3旋轉(zhuǎn)矩陣的
2.4歐拉角
2.4.1ZYZ角
2.4.2RPY角
2.5角和軸
2.6單位四元數(shù)
2.7齊次變換
2.8正運(yùn)動(dòng)學(xué)
2.8.1開鏈
2.8.2Denavit—Hartenberg法
2.8.3閉鏈
2.9典型機(jī)械手結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)
2.9.1三連桿平面臂
2.9.2平行四邊形臂
2.9.3球形臂
2.9.4擬人臂
2.9.5球形腕
2.9.6斯坦福機(jī)械手
2.9.7帶球形腕的擬人臂
2.9.8DLR機(jī)械手
2.9.9類人機(jī)械手
2.10關(guān)節(jié)空間與操作空間
2.10.1工作空間
2.10.2運(yùn)動(dòng)學(xué)冗余
2.11運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定
2.12逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問題
2.12.1三連桿平面臂的求解
2.12.2帶球形腕機(jī)械手的求解
2.12.3球形臂的求解
2.12.4擬人臂的求解
2.12.5球形腕的求解
參考資料
習(xí)題
第3章微分運(yùn)動(dòng)學(xué)和靜力學(xué)
3.1幾何雅可比矩陣
3.1.1旋轉(zhuǎn)矩陣求導(dǎo)
3.1.2連桿速度
3.1.3雅可比矩陣計(jì)算
3.2典型機(jī)械手結(jié)構(gòu)的雅可比矩陣
3.2.1三連桿平面臂
3.2.2擬人臂
3.2.3斯坦福機(jī)械手
3.3運(yùn)動(dòng)學(xué)奇點(diǎn)
3.3.1奇點(diǎn)解耦
3.3.2腕奇點(diǎn)
3.3.3臂奇點(diǎn)
3.4冗余分析
3.5逆微分運(yùn)動(dòng)學(xué)
3.5.1冗余機(jī)械手
3.5.2運(yùn)動(dòng)學(xué)奇點(diǎn)
3.6分析雅可比矩陣
.....................
使用無刷直流電動(dòng)機(jī)的主要原因是為了消除永磁直流電動(dòng)機(jī)中由于電刷的機(jī)械換向所產(chǎn)生的問題。事實(shí)上,換向器的存在限制了永磁直流電動(dòng)機(jī)的性能。由于電刷和換向器的接觸產(chǎn)生了接觸壓降,從而產(chǎn)生了電損耗。此外,摩擦和換向過程中線圈的自感所引起的電弧會(huì)產(chǎn)生機(jī)械損耗。消除產(chǎn)生這些損耗的來源(電刷和換向器)所帶來的不便,使得電動(dòng)機(jī)在更高速度和更少材料損耗這方面性能得到了改進(jìn)。 定子和轉(zhuǎn)子的功能交換帶來了很多的便利之處。電樞線圈放在定子上而不放在轉(zhuǎn)子上有利于散熱。轉(zhuǎn)子上沒有繞組,以及使用稀土永磁材料的可能性可以使轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)更加緊湊。緊湊的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)可減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。因此,在功率相同的情況下,無刷直流電動(dòng)機(jī)的尺寸要比永磁直流電動(dòng)機(jī)的尺寸小,同時(shí)使用無刷直流電動(dòng)機(jī)有更好的動(dòng)態(tài)性能。對(duì)于在一個(gè)特定應(yīng)用場合選擇一個(gè)最合適的伺服電動(dòng)機(jī),成本也是必須考慮的問題。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用也非常普遍。執(zhí)行器是由合適的激磁序列控制的,并且它們的運(yùn)行不需要電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角位置的測量信息。不過,步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)性能在很大程度上受到有效載荷的影響,同時(shí)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)還會(huì)導(dǎo)致機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)的振蕩。這些不便之處限制了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在微型機(jī)械手領(lǐng)域的應(yīng)用。在這一領(lǐng)域,相對(duì)于更高的動(dòng)態(tài)性能,低成本是首先考慮的因素。 在一些應(yīng)用中需要用到液壓伺服發(fā)動(dòng)機(jī),它基于壓縮流體的容積變化這一簡單工作原理。從結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)來看,液壓伺服發(fā)動(dòng)機(jī)是由活塞構(gòu)成的一個(gè)或多個(gè)腔室構(gòu)成的(缸體在管室內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng))。線性伺服發(fā)動(dòng)機(jī)的行程有限,僅由一個(gè)活塞構(gòu)成。旋轉(zhuǎn)伺服馬達(dá)的行程不受限制,由多個(gè)(通常是奇數(shù)個(gè))活塞相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的軸向或徑向布置構(gòu)成。液壓伺服發(fā)動(dòng)機(jī)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能與電動(dòng)伺服馬達(dá)的性能具有可比性。