柔性機(jī)器人：多尺度操作應(yīng)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(shè)計(jì)
1.1微操作中柔性結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與控制問(wèn)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(jī)器人微操作控制相關(guān)問(wèn)題
1.2微機(jī)電一體化設(shè)計(jì)
1.2.1柔性集成結(jié)構(gòu)建模
1.2.2活性傳導(dǎo)材料
1.2.3多物理模型
1.2.4微機(jī)電結(jié)構(gòu)的優(yōu)化策略
1.3柔性壓電傳導(dǎo)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(shè)計(jì)方法
1.3.3有限元模型
1.3.4應(yīng)用示例：柔性集成微抓手設(shè)計(jì)
1.4小結(jié)
參考文獻(xiàn)
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(dòng)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(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)等效模態(tài)
2.4模態(tài)分析準(zhǔn)則對(duì)拓?fù)鋬?yōu)化的作用
2.4.1模型降階的實(shí)際問(wèn)題
2.4.2執(zhí)行器/傳感器配置
2.4.3拓?fù)鋬?yōu)化中控制傳遞函數(shù)的頻率響應(yīng)
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(xiàn)
第3章柔性結(jié)構(gòu)建模的結(jié)構(gòu)能量法
3.1簡(jiǎn)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(luò)模型
3.2.3波特漢密爾頓公式
3.3無(wú)限維系統(tǒng)
3.3.1入門示例
3.3.2系統(tǒng)分類
3.3.3無(wú)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(xiàn)
第4章柔性微操作機(jī)器人的開環(huán)控制方法
4.1簡(jiǎn)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(bǔ)償
4.2.3強(qiáng)阻尼振動(dòng)系統(tǒng)的建模和補(bǔ)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(shí)
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(jī)器人
4.4小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第5章多功能靈巧抓手的機(jī)械柔性和設(shè)計(jì)
5.1機(jī)器人抓手系統(tǒng)
5.1.1機(jī)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(dòng)架構(gòu)和彈性元件
5.2.1驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
5.2.2“簡(jiǎn)單效應(yīng)”驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)中的彈性傳動(dòng)建模
5.3結(jié)構(gòu)柔性
5.3.1柔性關(guān)節(jié)與精度問(wèn)題
5.3.2多關(guān)節(jié)操作的指間關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)示例
5.3.3可形變接觸表面
5.4小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第6章多關(guān)節(jié)靈巧手操作的柔性觸覺(jué)傳感器
6.1簡(jiǎn)介
6.2作為機(jī)器人操作基礎(chǔ)的人類靈巧操作
6.2.1人手和手指運(yùn)動(dòng)
6.2.2人手的觸覺(jué)感知
6.2.3機(jī)器人靈巧操作觸覺(jué)感知的功能規(guī)范
6.3觸覺(jué)感知技術(shù)
6.3.1電阻式傳感器
6.3.2導(dǎo)電聚合物和織物纖維
6.3.3導(dǎo)電彈性體復(fù)合材料
6.3.4導(dǎo)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(xué)傳感器
6.3.8有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)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(guò)程
6.6從指甲傳感器到觸覺(jué)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(hào)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(hù)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(yīng)用與信號(hào)分析
6.8.1表面識(shí)別
6.8.2粗糙度估計(jì)
6.8.3材料感官分析
6.9小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第7章高精度機(jī)器手的柔性彎曲
7.1高精度工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用背景
7.1.1應(yīng)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(jī)器人的幾個(gè)示例
7.2簡(jiǎn)單柔性的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
7.2.1柔性設(shè)計(jì)
7.2.2基本關(guān)節(jié)的自由度
7.2.3寄生運(yùn)動(dòng)
7.2.4直線撓性和圓形撓性
7.3柔性并行化運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)方法
7.3.1目的
7.3.2模塊化設(shè)計(jì)方法
7.3.3超高精度概念的應(yīng)用
7.3.4基于柔性的構(gòu)件機(jī)械設(shè)計(jì)
7.4Legolas 5型機(jī)器人設(shè)計(jì)示例
7.4.1基于柔性的機(jī)械設(shè)計(jì)
7.4.2Legolas 5型機(jī)器人原型
7.4.3超高精度模塊化并聯(lián)機(jī)器人系列
參考文獻(xiàn)
第8章柔性關(guān)節(jié)串聯(lián)機(jī)器人的建模與運(yùn)動(dòng)控制
8.1簡(jiǎn)介
8.2建模
8.2.1柔性源
8.2.2動(dòng)態(tài)模型
8.2.3動(dòng)態(tài)簡(jiǎn)化模型特性
8.2.4簡(jiǎn)化示例分析
8.3辨識(shí)
8.3.1基于附加傳感器的辨識(shí)
8.3.2僅根據(jù)電動(dòng)機(jī)測(cè)量值進(jìn)行辨識(shí)
8.3.3討論與開放問(wèn)題
8.4運(yùn)動(dòng)控制
8.4.1奇異攝動(dòng)法
8.4.2線性化與補(bǔ)償
8.4.3特殊控制方法
8.5小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第9章可形變機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)建模
9.1簡(jiǎn)介
9.2彈性體的NewtonEuler模型
9.2.1應(yīng)用于剛體的Poincaré方程組：NewtonEuler模型
9.2.2應(yīng)用于浮動(dòng)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(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
9.4可形變機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)模型
9.5示例
9.5.1問(wèn)題描述
9.5.2受力運(yùn)動(dòng)定義
9.6小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第10章柔性結(jié)構(gòu)機(jī)械手的魯棒控制
10.1簡(jiǎn)介
10.2LTI方法論
10.2.1醫(yī)療機(jī)器人
10.2.2建模與辨識(shí)
10.2.3H∞控制
10.2.4線性控制評(píng)價(jià)
10.3LPV方法論
10.3.1具有兩個(gè)柔性段的機(jī)械手
10.3.2LPV模型辨識(shí)
10.3.3LPV系統(tǒng)的分析和綜合方法
10.3.4柔性機(jī)械手控制應(yīng)用
10.4小結(jié)
參考文獻(xiàn)