機器人學（第三版）

《機器人學（第三版）》是2014年出版的圖書，作者是蔡自興，謝斌。

基本介紹

• 書名：機器人學（第三版）
• 作者：蔡自興，謝斌
• ISBN：9787302383697
• 定價：52元
• 裝幀：平裝
• 印刷日期：2014-12-26

圖書簡介

本書介紹機器人學的基本原理及其套用，全面反映國內外機器人學研究和套用的最新進展，是一部系統和全面的機器人學著作和教材。本書共12章，內容涉及機器人學的概況、數理基礎、運動學、動力學、位置和力控制、高級控制、感測器、高層規劃、軌跡規劃、程式設計、套用和展望等內容。

該書對第二版進行了全面的修訂與補充，在保持第二版豐富內容和明顯特色的基礎上，特別更新了機器人研究發展狀況及機器人技術和市場信息，修改了機器人運動方程的表示（正向運動學）和機器人運動方程的求解（逆向運動學），增加了雷射雷達和基於MATLAB的機器人學仿真等內容。

目錄

第一章緒論

1.1機器人學的起源與發展

1.1.1機器人學的起源

1.1.2機器人學的發展

1.2機器人的定義和特點

1.2.1機器人的定義

1.2.2機器人的主要特徵

1.3機器人的構成與分類

1.3.1機器人系統的構成

1.3.2機器人的自由度

1.3.3機器人的分類

1.4機器人學的研究領域

1.5本書概要

1.6本章小結

習題1

第二章數學基礎

2.1位姿和坐標系描述

2.2平移和旋轉坐標系映射

2.3平移和旋轉齊次坐標變換

2.4物體的變換和變換方程

2.5通用旋轉變換

2.6本章小結

習題2

第三章機器人運動學

3.1機器人運動方程的表示

3.1.1機械手運動姿態和方向角的表示

3.1.2平移變換的不同坐標系表示

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逆運動學求解的一般問題

3.2.2逆運動學的代數解法與幾何解法

3.2.3逆運動學的其他解法

3.3機器人運動的分析與綜合舉例

3.3.1機器人正向運動學舉例

3.3.2機器人逆向運動學舉例

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

習題3

第四章機器人動力學

4.1剛體的動力學方程

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機械手動力學方程的計算與簡化

4.2.1質點速度的計算

4.2.2質點動能和位能的計算

4.2.3機械手動力學方程的推導

4.2.4機械手動力學方程的簡化

4.3機械手動力學方程舉例

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機器人的動態特性

4.4.1動態特性概述

4.4.2穩定性

4.4.3空間分辨度

4.4.4精度

4.4.5重複性

4.5機械手的靜態特性

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關節力矩的確定

4.5.4負荷質量的確定

4.6本章小結

習題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、變數與層次

5.1.2機器人傳動系統

5.2機器人的位置控制

5.2.1直流控制系統原理與數學模型

5.2.2機器人位置控制的一般結構

5.2.3單關節位置控制器的結構與模型

5.2.4多關節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

習題5

第六章機器人高級控制

6.1機器人的變結構控制

6.1.1變結構控制的特點和原理

6.1.2機器人的滑模變結構控制

6.1.3機器人軌跡跟蹤滑模變結構控制

6.2機器人的自適應控制

6.2.1自適應控制器的狀態模型和結構

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機器人的智慧型控制

6.3.1智慧型控制與智慧型控制系統概述

6.3.2主要智慧型控制系統簡介

6.3.3機器人自適應模糊控制

6.3.4多指靈巧手的神經控制

6.4本章小結

習題6

第七章機器人感測器

7.1機器人感測器概述

7.1.1機器人感測器的特點與分類

7.1.2套用感測器時應考慮的問題

7.2內感測器

7.2.1位移（位置）感測器

7.2.2速度和加速度感測器

7.2.3力覺感測器

7.3外感測器

7.3.1觸覺感測器

7.3.2應力感測器

7.3.3接近度感測器

7.3.4其他外感測器

7.4機器人視覺裝置

7.4.1機器人眼

7.4.2視頻信號數字變換器

7.4.3固態視覺裝置

7.4.4雷射雷達

7.5本章小結

習題7

第八章機器人高層規劃

8.1機器人規劃概述

8.1.1規劃的作用與問題分解途徑

8.1.2機器人規劃系統的任務與方法

8.2積木世界的機器人規劃

8.2.1積木世界的機器人問題

8.2.2積木世界機器人規劃的求解

8.3基於消解原理的機器人規劃系統

8.3.1STRIPS系統的組成

8.3.2STRIPS系統規划過程

8.3.3含有多重解答的規劃

8.4基於專家系統的機器人規劃

8.4.1規劃系統的結構和機理

8.4.2ROPES機器人規劃系統

8.5機器人路徑規劃

8.5.1機器人路徑規劃的主要方法和發展趨勢

8.5.2基於近似Voronoi圖的機器人路徑規劃

8.5.3基於模擬退火算法的機器人局部路徑規劃

8.5.4基於免疫進化和示例學習的機器人路徑規劃

8.5.5基於蟻群算法的機器人路徑規劃

8.6本章小結

習題8

第九章機器人軌跡規劃

9.1軌跡規劃應考慮的問題

9.2關節軌跡的插值計算

9.3笛卡兒路徑軌跡規劃

9.4規劃軌跡的實時生成

9.5本章小結

習題9

第十章機器人程式設計

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機器人程式語言的類型

10.2機器人語言系統結構和基本功能

10.2.1機器人語言系統的結構

10.2.2機器人程式語言的基本功能

10.3常用的機器人程式語言

10.3.1VAL語言

10.3.2SIGLA語言

10.3.3IML語言

10.3.4AL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容

10.4.2機器人離線編程系統的結構

10.4.3機器人離線編程仿真系統HOLPSS

10.5基於MATLAB的機器人學仿真

10.6本章小結

習題10

第十一章機器人套用

11.1套用工業機器人必須考慮的因素

11.1.1機器人的任務估計

11.1.2套用機器人三要素

11.1.3使用機器人的經驗準則

11.1.4採用機器人的步驟

11.2機器人的套用領域

11.2.1工業機器人

11.2.2探索機器人

11.2.3服務機器人

11.2.4軍事機器人

11.3工業機器人套用舉例

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

習題11

第十二章機器人學展望

12.1機器人技術和市場的現狀及預測

12.2機器人技術的發展趨勢

12.3各國雄心勃勃的發展機器人計畫

12.4套用機器人引起的社會問題

12.5克隆技術對智慧型機器人的挑戰

12.6本章小結

習題12