机器人学：力学与控制PDF电子书下载

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第一章　绪言 1

1.1　概述 1

1.2　机器人发展简史 3

1.3 机器人的运动学和动力学 5

1.4 机器人的轨迹规划和控制 5

1.5 机器人的传感技术 6

1.6 机器人的编程语言 7

1.7 机器人的智能化 7

第二章　机器人运动学 9

2.1 引言 9

2.2　运动学正问题 10

2.2.1 转动矩阵 10

2.2.2 合成转动矩阵 14

2.2.3 绕任意轴转动的转动矩阵 15

2.2.4 以欧拉角表示的转动矩阵 17

2.2.5 转动矩阵的几何解释 19

2.2.6 齐次坐标和齐次变换矩阵 20

2.2.7　齐次变换矩阵的几何解释 22

2.2.8 合成的齐次变换矩阵 23

2.2.9　杆臂，关节及其参数 25

2.2.10　Denavit-Hartenberg表达式 26

2.2.11　机器人的运动学方程 30

2.2.12 末端夹持器位置和姿态的其他表示法 35

2.3　运动学逆问题 38

2.3.1 求解欧拉角的逆变换法 38

2.3.2　求解关节角的几何法 44

2.3.3　求解关节角的逆变换法 57

第三章　机器人动力学 64

3.1 引言 64

3.2 拉格朗日——欧拉法 64

3.2.1 机器人的关节速度 65

3.2.2 机器人的动能 68

3.2.3 机器人的势能 69

3.2.4　机器人的动力学方程 70

3.2.5 具有转动关节的机器人动力学方程 71

3.2.6 例子——一个两自由度的机器人 75

3.3 牛顿——欧拉法 79

3.3.1 转动坐标系 79

3.3.2　运动坐标系 81

3.3.3　杆臂运动学 82

3.3.4　机器人的递推动力学方程 85

3.3.5　杆臂相对于其自身坐标系的递推动力学方程 88

3.3.6　计算方法 90

3.3.7　一个两杆臂机器人的例子 91

3.4　广义达朗贝尔动力学方程 96

3.4.1 获取简化动力学模型的经验法 104

3.4.2 例子——一个两自由度的机器人 108

第四章 轨迹规划 112

4.1 概述 112

4.2　关节内插轨迹 112

4.3 直角坐标路径轨迹规划 122

第五章　机器人关节运动控制 130

5.1 机器人控制概述 130

5.2 计算力矩法 131

5.2.1 单关节的传递函数 131

5.2.2　单关节位置控制器 135

5.2.3 系统特性和稳定判据 137

5.2.4　多关节机器人的控制器 143

5.2.5　数字控制系统的采样频率 144

5.3　近似最小时间控制 145

5.4 变结构控制 147

第六章　机器人分解运动控制 150

6.1 基本概念 150

6.2 分解运动速度控制 153

6.3 分解运动加速度控制 155

6.4　分解运动力控制 156

第七章 机器人自适应控制 159

7.1 模型参考自适应控制（MRAC） 159

7.2 自校正自适应控制 161

7.3 自适应摄动控制 163

7.3.1 概述 163

7.3.2 摄动方程 163

7.3.3 系统参数辨识与控制 165

第八章　机器人感觉系统 168

8.1 概述 168

8.2　力觉传感器 169

8.2.1　关节力传感器 169

8.2.2　基座力传感器 169

8.2.3　腕力传感器 170

8.2.4　握力传感器 172

8.3 触觉传感器 173

8.3.1 导电橡胶触觉传感器 175

8.3.2　磁致弹性触觉传感器 176

8.3.3　光电触觉传感器 178

8.3.4 PVDF触觉传感器 179

8.4 滑觉传感器 179

8.4.1 滑轮式滑觉传感器 180

8.4.2　滚筒式光电滑觉传感器 180

8.4.3 应变片式滑觉传感器 181

8.5 接近觉传感器 182

8.5.1　红外接近传感器 182

8.5.2 光纤接近传感器 182

8.6 距离传感器 183

8.7 机器人传感器实用化条件 184

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