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1.1 机器人及其发展1

1.1.1 机器人的由来1

第1章 概论1

1.1.2 机器人的发展2

1.2 机器人定义与基本组成5

1.2.1 机器人与机器人学定义5

1.2.2 机器人基本组成6

1.3 机器人技术参数7

1.3.1 机器人自由度与机动度7

1.3.2 机器人额定速度与额定负载8

1.3.3 机器人工作空间8

1.4 机器人的分类9

1.4.1 按机器人的几何结构分类9

1.3.4 机器人分辨率、位姿准确度和位姿重复性9

1.4.2 按机器人的控制方式分类10

1.4.3 按机器人的智能程度分类11

1.4.4 按机器人的移动方式分类12

1.5 本章小结12

习题12

第2章 坐标系及其变换13

2.1 机器人坐标系13

2.1.1 参考坐标系13

2.1.2 关节坐标系13

2.2 机器人位姿表述14

2.2.1 直角坐标表示14

2.2.2 欧拉角表示16

2.3 坐标变换17

2.3.1 直角坐标及其变换17

2.3.2 齐次坐标及其变换19

2.4 本章小结28

习题28

第3章 机器人运动学31

3.1 概述31

3.2 机器人运动学方程32

3.2.1 A矩阵32

3.2.2 T矩阵36

3.2.3 运动学方程39

3.3 机器人运动学方程求解41

3.3.1 运动学方程求解方法41

3.3.2 运动学方程求解实例45

3.4 雅可比矩阵47

3.4.1 微分运动和微分变换47

3.4.2 雅可比矩阵及其应用53

3.4.3 机器人奇异点57

3.5本章小结58

习题58

第4章 机器人动力学62

4.1 牛顿-欧拉方程62

4.1.1 连杆的速度与加速度分析62

4.1.2 牛顿-欧拉动力学方程66

4.2 拉格朗日方程75

4.2.1 拉格朗日函数75

4.2.2 系统的动力学方程78

4.3 本章小结89

习题89

第5章 机器人控制92

5.1 概述92

5.2 机器人位置控制94

5.2.1 单关节位置控制95

5.2.2 多关节位置控制102

5.3 机器人的力控制103

5.3.1 力控制基本概念104

5.3.2 力和位置混合控制107

5.4 机器人变结构控制109

5.4.1 变结构控制的基本原理110

5.4.2 机器人的滑模变结构控制器111

5.5 机器人自适应控制114

5.5.1 模型参考自适应控制115

5.5.2 自校正自适应控制117

5.6 本章小结119

习题119

6.1.1 三次多项式路径规划121

第6章 机器人路径规划121

6.1 关节空间路径规划121

6.1.2 含途经点的三次多项式路径规划123

6.1.3 直线与抛物线路径规划124

6.1.4 含途经点的直线与抛物线路径规划125

6.2 直角坐标空间路径规划128

6.3 移动机器人路径规划129

6.3.1 拓扑法130

6.3.2 几何法130

6.3.3 势场法132

6.4 遗传算法简介133

6.4.1 遗传算法概要133

6.4.2 遗传算法的运算过程135

6.4.3 手工模拟计算示例136

6.4.4 遗传算法的特点138

6.5 基于遗传算法的移动机器人路径规划139

6.5.1 离散空间中移动机器人路径规划139

6.5.2 连续空间中移动机器人路径规划143

6.6 本章小结146

习题146

第7章 机器人系统及典型应用148

7.1 机器人外围设备148

7.2 焊接机器人149

7.2.1 焊接机器人系统组成149

7.2.2 点焊机器人151

7.2.3 弧焊机器人155

7.3 喷涂机器人159

7.4 装配机器人163

7.4.1 机器人装配单元164

7.4.2 机器人装配线165

7.5 本章小结171

习题171

第8章 机器人未来发展172

8.1 智能机器人172

8.1.1 智能机器人现状172

8.1.2 智能机器人关键技术173

8.1.3 进化机器人174

8.2 微机器人175

8.2.1 微机器人的组成与应用175

8.2.2 微机器人关键技术及发展前景176

8.3 机器人发展趋势177

8.4 本章小结180

习题180

参考文献181