柔性機器人：多尺度操作應用

譯者序
原書前言
作者名單
第1章微操作柔性集成結(jié)構(gòu)設計
1.1微操作中柔性結(jié)構(gòu)的設計與控制問題
1.1.1微尺度操作特性
1.1.2可靠性和定位精度
1.1.3微操作站
1.1.4機器人微操作控制相關(guān)問題
1.2微機電一體化設計
1.2.1柔性集成結(jié)構(gòu)建模
1.2.2活性傳導材料
1.2.3多物理模型
1.2.4微機電結(jié)構(gòu)的優(yōu)化策略
1.3柔性壓電傳導結(jié)構(gòu)的綜合優(yōu)化方法示例
1.3.1塊方法
1.3.2通用設計方法
1.3.3有限元模型
1.3.4應用示例：柔性集成微抓手設計
1.4小結(jié)
參考文獻
第2章柔性結(jié)構(gòu)的控制表示和顯著特性
2.1柔性結(jié)構(gòu)的狀態(tài)空間表示
2.1.1動態(tài)表示
2.1.2模態(tài)基的能量守恒模型
2.1.3阻尼特性
2.1.4方程組求解
2.1.5模態(tài)基的狀態(tài)空間表示
2.1.6模態(tài)辨識與控制
2.2模態(tài)能控性和能觀性概念
2.2.1狀態(tài)能控性與能觀性概述
2.2.2柔性結(jié)構(gòu)下的格拉姆矩陣解釋
2.2.3模態(tài)基的格拉姆矩陣表示
2.3模型降階
2.3.1均衡實現(xiàn)
2.3.2Moore降階技術(shù)
2.3.3柔性結(jié)構(gòu)的模態(tài)和均衡實現(xiàn)等效模態(tài)
2.4模態(tài)分析準則對拓撲優(yōu)化的作用
2.4.1模型降階的實際問題
2.4.2執(zhí)行器/傳感器配置
2.4.3拓撲優(yōu)化中控制傳遞函數(shù)的頻率響應
2.4.4結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的模態(tài)能觀性判據(jù)
2.4.5高控制權(quán)限(HAC)/低控制權(quán)限(LAC)控制
2.5小結(jié)
參考文獻
第3章柔性結(jié)構(gòu)建模的結(jié)構(gòu)能量法
3.1簡介
3.2有限維系統(tǒng)
3.2.1經(jīng)典能量模型
3.2.2經(jīng)典網(wǎng)絡模型
3.2.3波特漢密爾頓公式
3.3無限維系統(tǒng)
3.3.1入門示例
3.3.2系統(tǒng)分類
3.3.3無限維狄拉克結(jié)構(gòu)
3.3.4邊界控制系統(tǒng)及其穩(wěn)定性
3.4小結(jié)
參考文獻
第4章柔性微操作機器人的開環(huán)控制方法
4.1簡介
4.2壓電微執(zhí)行器
4.2.1柔性壓電微執(zhí)行器
4.2.2滯回建模與補償
4.2.3強阻尼振動系統(tǒng)的建模和補償
4.3熱敏微執(zhí)行器
4.3.1熱敏執(zhí)行器
4.3.2建模與辨識
4.3.3熱執(zhí)行器的雙穩(wěn)態(tài)模塊
4.3.4控制
4.3.5數(shù)字化微機器人
4.4小結(jié)
參考文獻
第5章多功能靈巧抓手的機械柔性和設計
5.1機器人抓手系統(tǒng)
5.1.1機器人抓手
5.1.2多功能抓取概念
5.1.3靈巧操作概念
5.2驅(qū)動架構(gòu)和彈性元件
5.2.1驅(qū)動系統(tǒng)
5.2.2“簡單效應”驅(qū)動結(jié)構(gòu)中的彈性傳動建模
5.3結(jié)構(gòu)柔性
5.3.1柔性關(guān)節(jié)與精度問題
5.3.2多關(guān)節(jié)操作的指間關(guān)節(jié)設計示例
5.3.3可形變接觸表面
5.4小結(jié)
參考文獻
第6章多關(guān)節(jié)靈巧手操作的柔性觸覺傳感器
6.1簡介
6.2作為機器人操作基礎(chǔ)的人類靈巧操作
6.2.1人手和手指運動
6.2.2人手的觸覺感知
6.2.3機器人靈巧操作觸覺感知的功能規(guī)范
6.3觸覺感知技術(shù)
6.3.1電阻式傳感器
6.3.2導電聚合物和織物纖維
6.3.3導電彈性體復合材料
6.3.4導電流體
6.3.5電容式傳感器
6.3.6壓電式傳感器
6.3.7光學傳感器
6.3.8有機場效應晶體管
6.4傳感器解決方案和感知技術(shù)的比較
6.5指甲傳感器
6.5.1基本描述與工作原理
6.5.2制造過程
6.6從指甲傳感器到觸覺皮膚
6.6.1柔性指甲傳感器陣列
6.6.2尺寸、材料和制造工藝
6.6.3信號尋址管理：大規(guī)模陣列和系統(tǒng)集成的挑戰(zhàn)
6.7從傳感器到人工觸摸系統(tǒng)
6.7.1傳感器保護和作用力傳輸
6.7.2基于指甲傳感器的紋理分析裝置
6.8應用與信號分析
6.8.1表面識別
6.8.2粗糙度估計
6.8.3材料感官分析
6.9小結(jié)
參考文獻
第7章高精度機器手的柔性彎曲
7.1高精度工業(yè)機器人應用背景
7.1.1應用
7.1.2高精度與建議解決方案原則之間的約束連接
7.1.3超高精度機器人的幾個示例
7.2簡單柔性的運動學分析
7.2.1柔性設計
7.2.2基本關(guān)節(jié)的自由度
7.2.3寄生運動
7.2.4直線撓性和圓形撓性
7.3柔性并行化運動設計方法
7.3.1目的
7.3.2模塊化設計方法
7.3.3超高精度概念的應用
7.3.4基于柔性的構(gòu)件機械設計
7.4Legolas 5型機器人設計示例
7.4.1基于柔性的機械設計
7.4.2Legolas 5型機器人原型
7.4.3超高精度模塊化并聯(lián)機器人系列
參考文獻
第8章柔性關(guān)節(jié)串聯(lián)機器人的建模與運動控制
8.1簡介
8.2建模
8.2.1柔性源
8.2.2動態(tài)模型
8.2.3動態(tài)簡化模型特性
8.2.4簡化示例分析
8.3辨識
8.3.1基于附加傳感器的辨識
8.3.2僅根據(jù)電動機測量值進行辨識
8.3.3討論與開放問題
8.4運動控制
8.4.1奇異攝動法
8.4.2線性化與補償
8.4.3特殊控制方法
8.5小結(jié)
參考文獻
第9章可形變機械臂的動力學建模
9.1簡介
9.2彈性體的NewtonEuler模型
9.2.1應用于剛體的Poincaré方程組：NewtonEuler模型
9.2.2應用于浮動框架下彈性體的Poincaré方程組
9.2.3形變參數(shù)化
9.3可形變機械臂的運動學模型
9.4可形變機械臂的動力學模型
9.5示例
9.5.1問題描述
9.5.2受力運動定義
9.6小結(jié)
參考文獻
第10章柔性結(jié)構(gòu)機械手的魯棒控制
10.1簡介
10.2LTI方法論
10.2.1醫(yī)療機器人
10.2.2建模與辨識
10.2.3H∞控制
10.2.4線性控制評價
10.3LPV方法論
10.3.1具有兩個柔性段的機械手
10.3.2LPV模型辨識
10.3.3LPV系統(tǒng)的分析和綜合方法
10.3.4柔性機械手控制應用
10.4小結(jié)
參考文獻