機器人學(xué)（第三版）

第一章 緒論
1.1 機器人學(xué)的起源與發(fā)展
1.1.1 機器人學(xué)的起源
1.1.2 機器人學(xué)的發(fā)展
1.2 機器人的定義和特點
1.2.1 機器人的定義
1.2.2 機器人的主要特征
1.3 機器人的構(gòu)成與分類
1.3.1 機器人系統(tǒng)的構(gòu)成
1.3.2 機器人的自由度
1.3.3 機器人的分類
1.4 機器人學(xué)的研究領(lǐng)域
1.5 本書概要
1.6 本章小結(jié)
習(xí)題1
第二章 數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
2.1 位姿和坐標(biāo)系描述
2.2 平移和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系映射
2.3 平移和旋轉(zhuǎn)齊次坐標(biāo)變換
2.4 物體的變換和變換方程
2.5 通用旋轉(zhuǎn)變換
2.6 本章小結(jié)
習(xí)題2
第三章 機器人運動學(xué)
3.1 機器人運動方程的表示
3.1.1 機械手運動姿態(tài)和方向角的表示
3.1.2 平移變換的不同坐標(biāo)系表示
3.1.3 廣義連桿和廣義變換矩陣
3.1.4 建立連桿坐標(biāo)系的步驟和舉例
3.2 機器人運動方程的求解
3.2.1 逆運動學(xué)求解的一般問題
3.2.2 逆運動學(xué)的代數(shù)解法與幾何解法
3.2.3 逆運動學(xué)的其他解法
3.3 機器人運動的分析與綜合舉例
3.3.1 機器人正向運動學(xué)舉例
3.3.2 機器人逆向運動學(xué)舉例
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 雅可比矩陣的定義與求解
3.4.3 機器人雅可比矩陣計算舉例
3.5 本章小結(jié)
習(xí)題3
第四章 機器人動力學(xué)
4.1 剛體的動力學(xué)方程
4.1.1 剛體的動能與位能
4.1.2 拉格朗日方程和牛頓歐拉方程
4.2 機械手動力學(xué)方程的計算與簡化
4.2.1 質(zhì)點速度的計算
4.2.2 質(zhì)點動能和位能的計算
4.2.3 機械手動力學(xué)方程的推導(dǎo)
4.2.4 機械手動力學(xué)方程的簡化
4.3 機械手動力學(xué)方程舉例
4.3.1 二連桿機械手動力學(xué)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(fù)性
4.5 機械手的靜態(tài)特性
4.5.1 靜力和靜力矩的表示
4.5.2 不同坐標(biāo)系間靜力的變換
4.5.3 關(guān)節(jié)力矩的確定
4.5.4 負荷質(zhì)量的確定
4.6 本章小結(jié)
習(xí)題4
第五章 機器人位置和力控制
5.1 機器人控制與傳動概述
5.1.1 機器人控制的分類、變量與層次
5.1.2 機器人傳動系統(tǒng)
5.2 機器人的位置控制
5.2.1 直流控制系統(tǒng)原理與數(shù)學(xué)模型
5.2.2 機器人位置控制的一般結(jié)構(gòu)
5.2.3 單關(guān)節(jié)位置控制器的結(jié)構(gòu)與模型
5.2.4 多關(guān)節(jié)位置控制器的耦合與補償
5.3 機器人的力和位置混合控制
5.3.1 柔順運動與柔順控制
5.3.2 主動阻力控制
5.3.3 力和位置混合控制方案和規(guī)律
5.3.4 柔順運動位移和力混合控制的計算
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 本章小結(jié)
習(xí)題5
第六章 機器人高級控制
6.1 機器人的變結(jié)構(gòu)控制
6.1.1 變結(jié)構(gòu)控制的特點和原理
6.1.2 機器人的滑模變結(jié)構(gòu)控制
6.1.3 機器人軌跡跟蹤滑模變結(jié)構(gòu)控制
6.2 機器人的自適應(yīng)控制
6.2.1 自適應(yīng)控制器的狀態(tài)模型和結(jié)構(gòu)
6.2.2 機器人模型參考自適應(yīng)控制器
6.2.3 機器人自校正自適應(yīng)控制器
6.2.4 機器人線性攝動自適應(yīng)控制器
6.3 機器人的智能控制
6.3.1 智能控制與智能控制系統(tǒng)概述
6.3.2 主要智能控制系統(tǒng)簡介
6.3.3 機器人自適應(yīng)模糊控制
6.3.4 多指靈巧手的神經(jīng)控制
6.4 本章小結(jié)
習(xí)題6
第七章 機器人傳感器
7.1 機器人傳感器概述
7.1.1 機器人傳感器的特點與分類
7.1.2 應(yīng)用傳感器時應(yīng)考慮的問題
7.2 內(nèi)傳感器
7.2.1 位移（位置）傳感器
7.2.2 速度和加速度傳感器
7.2.3 力覺傳感器
7.3 外傳感器
7.3.1 觸覺傳感器
7.3.2 應(yīng)力傳感器
7.3.3 接近度傳感器
7.3.4 其他外傳感器
7.4 機器人視覺裝置
7.4.1 機器人眼
7.4.2 視頻信號數(shù)字變換器
7.4.3 固態(tài)視覺裝置
7.4.4 激光雷達
7.5 本章小結(jié)
習(xí)題7
第八章 機器人高層規(guī)劃
8.1 機器人規(guī)劃概述
8.1.1 規(guī)劃的作用與問題分解途徑
8.1.2 機器人規(guī)劃系統(tǒng)的任務(wù)與方法
8.2 積木世界的機器人規(guī)劃
8.2.1 積木世界的機器人問題
8.2.2 積木世界機器人規(guī)劃的求解
8.3 基于消解原理的機器人規(guī)劃系統(tǒng)
8.3.1 STRIPS系統(tǒng)的組成
8.3.2 STRIPS系統(tǒng)規(guī)劃過程
8.3.3 含有多重解答的規(guī)劃
8.4 基于專家系統(tǒng)的機器人規(guī)劃
8.4.1 規(guī)劃系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和機理
8.4.2 ROPES機器人規(guī)劃系統(tǒng)
8.5 機器人路徑規(guī)劃
8.5.1 機器人路徑規(guī)劃的主要方法和發(fā)展趨勢
8.5.2 基于近似Voronoi圖的機器人路徑規(guī)劃
8.5.3 基于模擬退火算法的機器人局部路徑規(guī)劃
8.5.4 基于免疫進化和示例學(xué)習(xí)的機器人路徑規(guī)劃
8.5.5 基于蟻群算法的機器人路徑規(guī)劃
8.6 本章小結(jié)
習(xí)題8
第九章 機器人軌跡規(guī)劃
9.1 軌跡規(guī)劃應(yīng)考慮的問題
9.2 關(guān)節(jié)軌跡的插值計算
9.3 笛卡兒路徑軌跡規(guī)劃
9.4 規(guī)劃軌跡的實時生成
9.5 本章小結(jié)
習(xí)題9
第十章 機器人程序設(shè)計
10.1 機器人編程要求與語言類型
10.1.1 對機器人編程的要求
10.1.2 機器人編程語言的類型
10.2 機器人語言系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本功能
10.2.1 機器人語言系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
10.2.2 機器人編程語言的基本功能
10.3 常用的機器人編程語言
10.3.1 VAL語言
10.3.2 SIGLA語言
10.3.3 IML語言
10.3.4 AL語言
10.4 機器人的離線編程
10.4.1 機器人離線編程的特點和主要內(nèi)容
10.4.2 機器人離線編程系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
10.4.3 機器人離線編程仿真系統(tǒng)HOLPSS
10.5 基于MATLAB的機器人學(xué)仿真
10.6 本章小結(jié)
習(xí)題10
第十一章 機器人應(yīng)用
11.1 應(yīng)用工業(yè)機器人必須考慮的因素
11.1.1 機器人的任務(wù)估計
11.1.2 應(yīng)用機器人三要素
11.1.3 使用機器人的經(jīng)驗準(zhǔn)則
11.1.4 采用機器人的步驟
11.2 機器人的應(yīng)用領(lǐng)域
11.2.1 工業(yè)機器人
11.2.2 探索機器人
11.2.3 服務(wù)機器人
11.2.4 軍事機器人
11.3 工業(yè)機器人應(yīng)用舉例
11.3.1 材料搬運機器人
11.3.2 焊接機器人
11.3.3 噴漆機器人
11.4 本章小結(jié)
習(xí)題11
第十二章 機器人學(xué)展望
12.1 機器人技術(shù)和市場的現(xiàn)狀及預(yù)測
12.2 機器人技術(shù)的發(fā)展趨勢
12.3 各國雄心勃勃的發(fā)展機器人計劃
12.4 應(yīng)用機器人引起的社會問題
12.5 克隆技術(shù)對智能機器人的挑戰(zhàn)
12.6 本章小結(jié)
習(xí)題12
參考文獻
英漢對照術(shù)語表