第0章 緒論 1
0.1 機(jī)器人的概念及其發(fā)展歷程 1
0.2 機(jī)器人的組成與結(jié)構(gòu) 4
0.3 機(jī)器人與傳統(tǒng)機(jī)械的關(guān)系 5
0.4 機(jī)器人的感知、驅(qū)動(dòng)與控制 7
0.5 人、機(jī)器人與環(huán)境 8
第1章 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)模型 10
1.1 機(jī)器人位姿求解 10
1.2 機(jī)器人速度分析 13
1.3 機(jī)器人靜力分析 18
1.4 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及慣性張量 20
1.5 機(jī)器人動(dòng)力學(xué)建模方法 23
1.6 機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)模型 27
1.7 兩連桿平面機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)建模 32
1.8 帶平行四邊形機(jī)構(gòu)的機(jī)械臂 36
思考題與習(xí)題 42
第2章 機(jī)器人關(guān)節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng) 45
2.1 機(jī)器人關(guān)節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu) 46
2.2 關(guān)節(jié)傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算 48
2.3 負(fù)載 50
2.4 運(yùn)動(dòng)精度 53
2.5 機(jī)器人驅(qū)動(dòng)電機(jī) 56
2.6 機(jī)器人關(guān)節(jié)傳感器 69
2.7 機(jī)器人關(guān)節(jié)控制系統(tǒng) 73
2.8 電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的效率 74
2.9 多電機(jī)共軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 75
2.10 并聯(lián)機(jī)構(gòu)機(jī)器人 76
思考題與習(xí)題 78
第3章 機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)與控制 80
3.1 閉環(huán)反饋控制 80
3.2 一階系統(tǒng) 83
3.3 二階系統(tǒng) 85
3.4 典型希望特性系統(tǒng) 88
3.5 PID控制方法 90
3.6 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的伺服控制 95
3.7 機(jī)器人單關(guān)節(jié)軌跡控制 102
3.8 前饋控制 103
3.9 考慮關(guān)節(jié)柔性的控制 104
思考題與習(xí)題 108
第4章 機(jī)器人軌跡規(guī)劃與控制 109
4.1 機(jī)械臂關(guān)節(jié)空間與笛卡兒空間的運(yùn)動(dòng)變換 110
4.2 機(jī)械臂通過(guò)系列路徑點(diǎn)的運(yùn)動(dòng) 112
4.3 機(jī)械臂笛卡兒空間軌跡規(guī)劃 117
4.4 機(jī)器人示教及離線編程 124
4.5 數(shù)控機(jī)床軌跡插補(bǔ)控制 127
4.6 機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 130
4.7 基于單關(guān)節(jié)伺服的機(jī)器人軌跡控制 134
4.8 多電機(jī)共軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制 137
4.9 視覺(jué)伺服 141
思考題與習(xí)題 146
第5章 機(jī)器人非線性動(dòng)力學(xué)控制 147
5.1 質(zhì)量-彈簧-阻尼系統(tǒng)的模型 147
5.2 電機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型 148
5.3 剛度模型 149
5.4 雙質(zhì)量模型 151
5.5 基于狀態(tài)空間的控制模型 152
5.6 李雅普諾夫穩(wěn)定性 158
5.7 質(zhì)量-彈簧-阻尼系統(tǒng)的PD控制 161
5.8 基于控制律分解的控制方法 163
5.9 跟蹤系統(tǒng)的PD控制方法 164
5.10 干擾的抑制作用 165
5.11 非線性系統(tǒng)的PD控制方法 167
5.12 基于控制律分解的機(jī)器人PD控制 169
5.13 反饋線性化及逆動(dòng)力學(xué)控制 172
5.14 自適應(yīng)控制 174
5.15 魯棒控制 178
思考題與習(xí)題 180
第6章 機(jī)器人力控制及力位柔順控制 181
6.1 質(zhì)量-彈簧-阻尼系統(tǒng)的力控制 181
6.2 自然約束與人工約束 184
6.3 機(jī)器人力位混合控制 187
6.4 柔性環(huán)境模型 189
6.5 柔性環(huán)境中的力控制 192
6.6 柔性環(huán)境中的力位混合控制 195
6.7 機(jī)器人阻抗/導(dǎo)納控制 202
6.8 實(shí)際機(jī)器人的力位柔順控制問(wèn)題 206
6.9 機(jī)器學(xué)習(xí)方法與機(jī)器人動(dòng)力學(xué)控制 208
思考題與習(xí)題 210