機器人學

第一章 緒論
1.1 機器人學的發(fā)展
1.1.1 機器人的由來
1.1.2 機器人的定義
1.1.3 機器人學的進展
1.2 機器人的特點、結構與分類
1.2.1 機器人的主要特點
1.2.2 機器人系統(tǒng)的結構
1.2.3 機器人的自由度
1.2.4 機器人的分類
1.3 機器人學與人工智能
1.3.1 機器人學與人工智能的關系
1.3.2 機器人學的研究領域
1.3.3 智能機器人
1.3.4 人工智能的爭論及其對機器人學的影響
1.4 本書概要
1.5 小結
習題
第二章 教學基礎
2.1 位置和姿態(tài)的表示
2.2 坐標變換
2.3 齊次坐標變換
2.4 物體的變換及逆變換
2.5 通用旋轉變換
2.6 小結
習題
第三章 機器人運動學
3.1 機器人運動方程的表示
3.1.1 運動姿態(tài)和方向角
3.1.2 運動位置和坐標
3.1.3 連桿變換矩陣及其乘積
3.2 機械手運動方程的求解
3.2.1 歐拉變換解
3.2.2 滾、仰、偏變換解
3.2.3 球面變換解
3.3 PUMA 560機器人運動方程
3.3.1 PUMA 560運動分析
3.3.2 PUMA 560運動綜合
3.4 機器人的雅可比公式
3.4.1 機器人的微分運動
3.4.2 機器人的雅可比矩陣
3.4.3 機器人雅可比矩陣計算實例
3.5 小結
習題
第四章 機器人動力學
4.1 剛體動力學
4.1.1 剛體的動能與位能
4.1.2 動力學方程的兩種求法
4.2 機械手動力學方程
4.2.1 速度的計算
4.2.2 動能和位能的計算
4.2.3 動力學方程的推導
4.2.4 動力學方程的簡化
4.3 機械手動力學方程實例
4.3.1 二連桿機械手動力學方程
4.3.2 三連桿機械手的速度和加速度方程
4.4 機器人的動態(tài)特性
4.4.1 動態(tài)特性概述
4.4.2 穩(wěn)定性
4.4.3 空間分辨度
4.4.4 精度
4.4.5 重復性
4.5 機械手的穩(wěn)態(tài)負荷
4.5.1 靜力和靜力矩的表示
4.5.2 不同坐標系間靜力的變換
4.5.3 關節(jié)力矩的確定
4.5.4 負荷質量的確定
4.6 小結
習題
第五章 機器人控制（一）
5.1 機器人的基本控制原則
5.1.1 基本控制原則
5.1.2 伺服控制系統(tǒng)舉例
5.2 機器人的位置控制
5.2.1 直流傳動系統(tǒng)的建模
5.2.2 位置控制的基本結構
5.2.3 單關節(jié)位置控制器
5.2.4 多關節(jié)位置控制器
5.3 機器人的柔順控制
5.3.1 柔順運動的基本概念
5.3.2 主動阻抗控制
5.3.3 力和位置混合控制
5.3.4 柔順運動的位移和力混合控制
5.4 機器人的分解運動控制
5.4.1 分解運動控制原理
5.4.2 分解運動速度控制
5.4.3 分解運動加速度控制
5.4.4 分解運動力控制
5.5 小結
習題
第六章 機器人控制（二）
6.1 機器人的變結構控制
6.1.1 變結構控制的基本原理
6.1.2 機器人的滑模變結構控制
6.1.3 機器人滑模變結構控制示例
6.2 機器人的自適應控制
6.2.1 控制系統(tǒng)的狀態(tài)模型和主要結構
6.2.2 機器人模型參考自適應控制器
6.2.3 機器人自校正自適應控制器
6.2.4 機器人線性攝動自適應控制器
6.3 機器人的智能控制
6.3.1 智能控制的基本概念
6.3.2 智能控制系統(tǒng)的分類
6.3.3 智能機器人遞階裝配系統(tǒng)
6.3.4 機器人自適應模糊控制
6.3.5 多指靈巧手的神經控制
6.3.6 移動機器人自主導航的進化控制
6.4 小結
習題
第七章 機器人規(guī)劃
7.1 機器人規(guī)劃的作用與任務
7.1.1 規(guī)劃的作用與問題分解途徑
7.1.2 機器人規(guī)劃系統(tǒng)的任務與方法
7.2 積木世界的機器人規(guī)劃
7.2.1 積木世界的機器人問題
7.2.2 用F規(guī)則求解規(guī)劃序列
7.3 STRIPS規(guī)劃系統(tǒng)
7.3.1 STRIPS系統(tǒng)的組成
7.3.2 STRIPS系統(tǒng)規(guī)劃過程
7.3.3 含有多重解答的規(guī)劃
7.4 具有學習能力的規(guī)劃系統(tǒng)
7.4.1 PULP-I系統(tǒng)的結構與操作方式
7.4.2 PULP－I的世界模型和規(guī)劃結果
7.5 基于專家系統(tǒng)的機器人規(guī)劃
7.5.1 系統(tǒng)結構和規(guī)劃機理
7.5.2 ROPES機器人規(guī)劃系統(tǒng)
7.6 太空構件裝配順序分層規(guī)劃系統(tǒng)
7.6.1 太空構件裝配及其分層順序規(guī)劃
7.6.2 三維結構裝配順序規(guī)劃示例
7.7 機器人軌跡規(guī)劃
7.7.1 軌跡規(guī)劃應考慮的問題
7.7.2 關節(jié)軌跡的插值計算
7.7.3 笛卡兒路徑軌跡規(guī)劃
7.7.4 規(guī)劃軌跡的實時生成
7.8 小結
習題
第八章 機器人編程
8.1 機器人編程要求與語言類型
8.1.1 對機器人編程的要求
8.1.2 機器人編程語言的類型
8.2 機器人語言系統(tǒng)結構和基本功能
8.2.1 機器人語言系統(tǒng)的結構
8.2.2 機器人編程語言的基本功能
8.3 常用的機器人編程語言
8.3.1 VAL語言
8.3.2 SIGLA語言
8.3.3 IML語言
8.3.4 AL語言
8.4 機器人的離線編程
8.4.1 機器人離線編程的特點和主要內容
8.4.2 機器人離線編程系統(tǒng)的結構
8.4.3 機器人離線編程仿真系統(tǒng)HOLPSS
8.5 小結
習題
第九章 機器人應用
9.1 應用工業(yè)機器人必須考慮的因素
9.1.1 機器人的任務估計
9.1.2 應用機器人三要素
9.1.3 使用機器人的經驗準則
9.1.4 采用機器人的步驟
9.2 機器人的應用領域
9.2.1 工業(yè)機器人
9.2.2 探索機器人
9.2.3 服務機器人
9.2.4 軍事機器人
9.3 工業(yè)機器人應用舉例
9.3.1 材料搬運機器人
9.3.2 焊接機器人
9.3.3 噴漆機器人
9.3.4 裝配機器人
9.4 小結
習題
第十章 機器人學展望
10.1 機器人技術和市場的現(xiàn)狀
10.1.1 國際機器人的發(fā)展現(xiàn)狀及預測
10.1.2 國內機器人的發(fā)展現(xiàn)狀
10.2 21世紀機器人技術的發(fā)展趨勢
10.3 我國機器人學的發(fā)展戰(zhàn)略
10.4 應用機器人引起的社會問題
10.5 克隆技術對智能機器人的挑戰(zhàn)
10.6 小結
習題
參考文獻
英漢對照術語表