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机器人机构学

机器人机构学
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作者:
出版社: 机械工业出版社
2021-08
版次: 1
ISBN: 9787111679912
定价: 98.00
装帧: 其他
开本: 16开
纸张: 胶版纸
页数: 508页
字数: 783千字
分类: 教材教辅考试>教材>大学教材>工程技术
25人买过
  • 本书以经典串、并、混联机器人为主要对象，以“设计”为主线，沿袭传统机构学研究的三个主题——结构学、运动学、动力学，展开相关“型”“性”“度”分析及设计方面的系统讨论。
      全书共14章。第1章为绪论。第2章介绍与本书内容密切相关的数学知识，包括回顾线性代数的主要知识点，以及阐述线几何与旋量理论基础等新内容，为后续各章提供数学基础。第3章介绍位形空间与刚体运动，为后续各章提供物理基础。第4章介绍常用机器人机构，为后续各章提供研究对象。第5、6章主要讲述机器人机构的自由度与运动模式分析以及构型综合，属于机器人结构学的研究范畴。第7～10章的内容属于机器人运动学的研究范畴。第7章是机器人运动学基础，主要介绍常用串、并联机器人位移的正、反解求解方法。第8、9章分别从速度雅可比和运动/力交互特性两个角度对机器人的运动性能进行评价。第10章简单介绍了一些有关机器人运动学尺度综合及优化设计的内容。第11、12章分别简单介绍了机器人静力学（含静刚度）和动力学的基础知识。第13章主要涉及柔性机器人机构学的基本内容，是对刚体机器人机构学研究内容的补充。第14章给出了两个综合设计实例，反映对前述理论方法的应用。
      本书可作为机器人相关专业的本科高年级学生及研究生的教材，也可作为相关科研人员与工程技术人员的参考用书。 前言

    符号表

    第１章　绪论…………………………………… １

    １-１　机器人的起源与发展 …………………… １

    １-２　机器人机构学的诞生 …………………… ３

    １-３　机器人机构学的主要研究内容 ………… ５

    １-４　章节安排与内容导读 …………………… ６

    习题……………………………………………… ８

    第２章　数学基础 …………………………… ９

    ２-１　坐标系与三维向量的运算 ……………… ９

    ２-１-１　坐标系与点的坐标表示 …………… ９

    ２-１-２　三维向量及其运算………………… １０

    ２-２　矩阵与线性空间………………………… １２

    ２-２-１　矩阵及其运算……………………… １２

    ２-２-２　线性空间与线性变换……………… １４

    ２-２-３　雅可比的概念……………………… １４

    ２-３　线几何…………………………………… １５

    ２-３-１　欧几里得几何、射影几何与齐次坐标………１５

    ２-３-２　线矢量……………………………… １６

    ２-３-３　格拉斯曼线几何…………………… １８

    ２-４　旋量与旋量系…………………………… １９

    ２-４-１　旋量、线矢量与偶量……………… １９

    ２-４-２　旋量的基本运算…………………… ２０

    ２-４-３　旋量系……………………………… ２１

    　扩展阅读文献 ………………………………… ２３

    　习题 …………………………………………… ２４

    第３章　位形空间与刚体运动 …………… ２５

    ３-１　位形空间………………………………… ２５

    ３-２　刚体位姿的描述………………………… ２８

    ３-３　刚体运动与刚体变换…………………… ３２

    ３-３-１　坐标 （系）映射…………………… ３２

    ３-３-２　典型的刚体运动与刚体变换……… ３６

    ３-３-３　复合变换…………………………… ４２

    ３-３-４　自由矢量的变换…………………… ４５

    ３-４　刚体姿态的其他描述方法……………… ４６

    ３-４１　欧拉角 （Ｅｕｌｅｒａｎｇｌｅ） ……………４６

    ３-４-２　ＲＰＹ角 …………………………… ５０

    ３-４-３　等效轴角 ………………………… ５２

    ３-４-４　单位四元数………………………… ５６

    ３-４-５　不同姿态描述之间的对比及映射关系总结………６０

    ３-５　运动旋量与刚体运动…………………… ６１

    ３-５-１　基于等效轴角表示的齐次变换推导…………………… ６１

    ３-５-２　螺旋运动与螺旋变换……………… ６６

    ３-６　刚体速度………………………………… ７０

    ３-６-１　线速度、角速度的描述及物理意义……………………… ７０

    ３-６-２　刚体速度的描述与速度旋量……… ７２

    ３-７　力旋量…………………………………… ７５

    ３-７-１　力旋量的定义……………………… ７５

    ３-７-２　约束力旋量………………………… ７７

    ３-８　本章小结………………………………… ７９

    　扩展阅读文献 ………………………………… ８０

    　习题 …………………………………………… ８０

    第４章　常用机器人机构 ………………… ８４

    ４-１　机器人机构的基本组成………………… ８４

    ４-１-１　机构的基本组成元素：构件与运动副……… ８４

    ４-１-２　运动链、机构与机器人…………… ８７

    ４-１-３　机器人机构的表示………………… ８８

    　４２　机器人机构的分类……………………… ９０

    　４３　串联机器人机构………………………… ９１

    　　４３１　手臂机构…………………………… ９２

    　　４３２　手腕机构…………………………… ９４

    　　４３３　机器人手爪………………………… ９７

    　４４　并／混联机器人机构 …………………… ９９

    　４５　移动机器人机构 ……………………… １０４

    Ⅵ　机器人机构学

    　　４５１　轮式移动机器人机构 …………… １０５

    　　４５２　足式移动机器人机构 …………… １０７

    　４６　驱动、传动机构 ……………………… １１０

    　　４６１　常用的驱动器 …………………… １１０

    　　４６２　传动机构与机器人用减速器 …… １１１

    　４７　与机器人机构相关的性能描述 ……… １１４

    　４８　本章小结 ……………………………… １１７

    　扩展阅读文献………………………………… １１７

    　习题…………………………………………… １１８

    第５章　自由度与运动模式分析 ……… １２３

    　５１　与自由度相关的基本概念 …………… １２３

    　５２　自由度计算公式 ……………………… １２６

    　５３　自由度与过约束分析 ………………… １３０

    　　５３１　旋量理论的线图描述方法 ……… １３０

    　　５３２　自由度与约束分析 ……………… １３６

    　５４　机器人的运动模式 …………………… １４４

    　　５４１　机器人位形空间的位移流形

    描述 ……………………………… １４４

    　　５４２　运动模式分析 …………………… １４７

    　　５４３　输入选取与多运动模式机构 …… １５４

    　５５　奇
  • 内容简介:
    本书以经典串、并、混联机器人为主要对象，以“设计”为主线，沿袭传统机构学研究的三个主题——结构学、运动学、动力学，展开相关“型”“性”“度”分析及设计方面的系统讨论。
      全书共14章。第1章为绪论。第2章介绍与本书内容密切相关的数学知识，包括回顾线性代数的主要知识点，以及阐述线几何与旋量理论基础等新内容，为后续各章提供数学基础。第3章介绍位形空间与刚体运动，为后续各章提供物理基础。第4章介绍常用机器人机构，为后续各章提供研究对象。第5、6章主要讲述机器人机构的自由度与运动模式分析以及构型综合，属于机器人结构学的研究范畴。第7～10章的内容属于机器人运动学的研究范畴。第7章是机器人运动学基础，主要介绍常用串、并联机器人位移的正、反解求解方法。第8、9章分别从速度雅可比和运动/力交互特性两个角度对机器人的运动性能进行评价。第10章简单介绍了一些有关机器人运动学尺度综合及优化设计的内容。第11、12章分别简单介绍了机器人静力学（含静刚度）和动力学的基础知识。第13章主要涉及柔性机器人机构学的基本内容，是对刚体机器人机构学研究内容的补充。第14章给出了两个综合设计实例，反映对前述理论方法的应用。
      本书可作为机器人相关专业的本科高年级学生及研究生的教材，也可作为相关科研人员与工程技术人员的参考用书。
  • 目录:
    前言

    符号表

    第１章　绪论…………………………………… １

    １-１　机器人的起源与发展 …………………… １

    １-２　机器人机构学的诞生 …………………… ３

    １-３　机器人机构学的主要研究内容 ………… ５

    １-４　章节安排与内容导读 …………………… ６

    习题……………………………………………… ８

    第２章　数学基础 …………………………… ９

    ２-１　坐标系与三维向量的运算 ……………… ９

    ２-１-１　坐标系与点的坐标表示 …………… ９

    ２-１-２　三维向量及其运算………………… １０

    ２-２　矩阵与线性空间………………………… １２

    ２-２-１　矩阵及其运算……………………… １２

    ２-２-２　线性空间与线性变换……………… １４

    ２-２-３　雅可比的概念……………………… １４

    ２-３　线几何…………………………………… １５

    ２-３-１　欧几里得几何、射影几何与齐次坐标………１５

    ２-３-２　线矢量……………………………… １６

    ２-３-３　格拉斯曼线几何…………………… １８

    ２-４　旋量与旋量系…………………………… １９

    ２-４-１　旋量、线矢量与偶量……………… １９

    ２-４-２　旋量的基本运算…………………… ２０

    ２-４-３　旋量系……………………………… ２１

    　扩展阅读文献 ………………………………… ２３

    　习题 …………………………………………… ２４

    第３章　位形空间与刚体运动 …………… ２５

    ３-１　位形空间………………………………… ２５

    ３-２　刚体位姿的描述………………………… ２８

    ３-３　刚体运动与刚体变换…………………… ３２

    ３-３-１　坐标 （系）映射…………………… ３２

    ３-３-２　典型的刚体运动与刚体变换……… ３６

    ３-３-３　复合变换…………………………… ４２

    ３-３-４　自由矢量的变换…………………… ４５

    ３-４　刚体姿态的其他描述方法……………… ４６

    ３-４１　欧拉角 （Ｅｕｌｅｒａｎｇｌｅ） ……………４６

    ３-４-２　ＲＰＹ角 …………………………… ５０

    ３-４-３　等效轴角 ………………………… ５２

    ３-４-４　单位四元数………………………… ５６

    ３-４-５　不同姿态描述之间的对比及映射关系总结………６０

    ３-５　运动旋量与刚体运动…………………… ６１

    ３-５-１　基于等效轴角表示的齐次变换推导…………………… ６１

    ３-５-２　螺旋运动与螺旋变换……………… ６６

    ３-６　刚体速度………………………………… ７０

    ３-６-１　线速度、角速度的描述及物理意义……………………… ７０

    ３-６-２　刚体速度的描述与速度旋量……… ７２

    ３-７　力旋量…………………………………… ７５

    ３-７-１　力旋量的定义……………………… ７５

    ３-７-２　约束力旋量………………………… ７７

    ３-８　本章小结………………………………… ７９

    　扩展阅读文献 ………………………………… ８０

    　习题 …………………………………………… ８０

    第４章　常用机器人机构 ………………… ８４

    ４-１　机器人机构的基本组成………………… ８４

    ４-１-１　机构的基本组成元素：构件与运动副……… ８４

    ４-１-２　运动链、机构与机器人…………… ８７

    ４-１-３　机器人机构的表示………………… ８８

    　４２　机器人机构的分类……………………… ９０

    　４３　串联机器人机构………………………… ９１

    　　４３１　手臂机构…………………………… ９２

    　　４３２　手腕机构…………………………… ９４

    　　４３３　机器人手爪………………………… ９７

    　４４　并／混联机器人机构 …………………… ９９

    　４５　移动机器人机构 ……………………… １０４

    Ⅵ　机器人机构学

    　　４５１　轮式移动机器人机构 …………… １０５

    　　４５２　足式移动机器人机构 …………… １０７

    　４６　驱动、传动机构 ……………………… １１０

    　　４６１　常用的驱动器 …………………… １１０

    　　４６２　传动机构与机器人用减速器 …… １１１

    　４７　与机器人机构相关的性能描述 ……… １１４

    　４８　本章小结 ……………………………… １１７

    　扩展阅读文献………………………………… １１７

    　习题…………………………………………… １１８

    第５章　自由度与运动模式分析 ……… １２３

    　５１　与自由度相关的基本概念 …………… １２３

    　５２　自由度计算公式 ……………………… １２６

    　５３　自由度与过约束分析 ………………… １３０

    　　５３１　旋量理论的线图描述方法 ……… １３０

    　　５３２　自由度与约束分析 ……………… １３６

    　５４　机器人的运动模式 …………………… １４４

    　　５４１　机器人位形空间的位移流形

    描述 ……………………………… １４４

    　　５４２　运动模式分析 …………………… １４７

    　　５４３　输入选取与多运动模式机构 …… １５４

    　５５　奇
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