機器人學:建模、規(guī)劃與控制(國外名校最新教材精選)
定 價:86 元
- 作者:[意]布魯諾·西西里亞諾等4人
- 出版時間:2015/11/1
- ISBN:9787560557847
- 出 版 社:西安交通大學出版社
- 中圖法分類:TP24
- 頁碼:463
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16K
《機器人學:建模、規(guī)劃與控制》在闡述機器人學基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上介紹了機器人學的基本技術(shù)——建模、規(guī)劃與控制。全書內(nèi)容包括機器人運動學、微分運動學與靜力學、軌跡規(guī)劃、執(zhí)行器與傳感器、控制體系、機器人動力學、運動控制、力控制、視覺伺服以及移動機器人、機器人運動規(guī)劃等。為了向?qū)W生傳授實用技能,全書穿插有大量精心安排的實例和一些案例研究,其中多數(shù)進行了仿真!稒C器人學: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?shù)墓ぞ邔で蠛瞳@得面向工程的解決方案。此外,《機器人學:建模、規(guī)劃與控制》每章末附有習題,供讀者進一步思考和鞏固所學內(nèi)容;附錄部分給出了線性代數(shù)、剛體力學、反饋控制、微分幾何、圖搜索算法等相關(guān)內(nèi)容;《器人學:建模、規(guī)劃與控制》還配有電子版的題解手冊,包含了計算機求解問題的MATLAB源代碼,可免費提供給采用《機器人學:建模、規(guī)劃與控制》作為教材的教師。
《機器人學: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)注的是機械手結(jié)構(gòu),包括運動學、靜力學與軌跡規(guī)劃,機器人執(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,主要是機械手動力學和運動控制、根據(jù)外部傳感器數(shù)據(jù)(力與視覺)與環(huán)境交互、移動機器人與運動規(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 陳勵華 敬斌
叢書序
前言
第1章引言
1.1機器人學
1.2機器人機械結(jié)構(gòu)
1.2.1機器人機械手
1.2.2移動機器人
1.3工業(yè)機器人學
1.4先進機器人學
1.4.1野外機器人
1.4.2服務(wù)機器人
1.5機器人建模、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章運動學
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正運動學
2.8.1開鏈
2.8.2Denavit—Hartenberg法
2.8.3閉鏈
2.9典型機械手結(jié)構(gòu)運動學
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斯坦福機械手
2.9.7帶球形腕的擬人臂
2.9.8DLR機械手
2.9.9類人機械手
2.10關(guān)節(jié)空間與操作空間
2.10.1工作空間
2.10.2運動學冗余
2.11運動學標定
2.12逆運動學問題
2.12.1三連桿平面臂的求解
2.12.2帶球形腕機械手的求解
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
習題
第3章微分運動學和靜力學
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雅可比矩陣計算
3.2典型機械手結(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斯坦福機械手
3.3運動學奇點
3.3.1奇點解耦
3.3.2腕奇點
3.3.3臂奇點
3.4冗余分析
3.5逆微分運動學
3.5.1冗余機械手
3.5.2運動學奇點
3.6分析雅可比矩陣
.....................
使用無刷直流電動機的主要原因是為了消除永磁直流電動機中由于電刷的機械換向所產(chǎn)生的問題。事實上,換向器的存在限制了永磁直流電動機的性能。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產(chǎn)生機械損耗。消除產(chǎn)生這些損耗的來源(電刷和換向器)所帶來的不便,使得電動機在更高速度和更少材料損耗這方面性能得到了改進。 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)動慣量。因此,在功率相同的情況下,無刷直流電動機的尺寸要比永磁直流電動機的尺寸小,同時使用無刷直流電動機有更好的動態(tài)性能。對于在一個特定應(yīng)用場合選擇一個最合適的伺服電動機,成本也是必須考慮的問題。 步進電動機的應(yīng)用也非常普遍。執(zhí)行器是由合適的激磁序列控制的,并且它們的運行不需要電動機轉(zhuǎn)角位置的測量信息。不過,步進電動機的動態(tài)性能在很大程度上受到有效載荷的影響,同時步進電動機還會導(dǎo)致機械手機械結(jié)構(gòu)的振蕩。這些不便之處限制了步進電動機在微型機械手領(lǐng)域的應(yīng)用。在這一領(lǐng)域,相對于更高的動態(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)動機,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)的觀點來看,液壓伺服發(fā)動機是由活塞構(gòu)成的一個或多個腔室構(gòu)成的(缸體在管室內(nèi)作往復(fù)運動)。線性伺服發(fā)動機的行程有限,僅由一個活塞構(gòu)成。旋轉(zhuǎn)伺服馬達的行程不受限制,由多個(通常是奇數(shù)個)活塞相對于發(fā)動機旋轉(zhuǎn)軸的軸向或徑向布置構(gòu)成。液壓伺服發(fā)動機的靜態(tài)和動態(tài)性能與電動伺服馬達的性能具有可比性。