機器人學（第三版）

第一章 緒論
1.1 機器人學的起源與發(fā)展
1.1.1 機器人學的起源
1.1.2 機器人學的發(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 機器人的構成與分類
1.3.1 機器人系統(tǒng)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(shù)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(tài)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(shù)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(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 機械手的靜態(tài)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(jié)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)學模型
5.2.2 機器人位置控制的一般結構
5.2.3 單關節(jié)位置控制器的結構與模型
5.2.4 多關節(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
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(tài)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 機器人自適應模糊控制
6.3.4 多指靈巧手的神經(jīng)控制
6.4 本章小結
習題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 應用傳感器時應考慮的問題
7.2 內傳感器
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
習題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)的結構和機理
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習的機器人路徑規(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
習題8
第九章 機器人軌跡規(guī)劃
9.1 軌跡規(guī)劃應考慮的問題
9.2 關節(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
習題9
第十章 機器人程序設計
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 機器人編程語言的類型
10.2 機器人語言系統(tǒng)結構和基本功能
10.2.1 機器人語言系統(tǒng)的結構
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容
10.4.2 機器人離線編程系統(tǒng)的結構
10.4.3 機器人離線編程仿真系統(tǒng)HOLPSS
10.5 基于MATLAB的機器人學仿真
10.6 本章小結
習題10
第十一章 機器人應用
11.1 應用工業(yè)機器人必須考慮的因素
11.1.1 機器人的任務估計
11.1.2 應用機器人三要素
11.1.3 使用機器人的經(jīng)驗準則
11.1.4 采用機器人的步驟
11.2 機器人的應用領域
11.2.1 工業(yè)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(yè)機器人應用舉例
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(xiàn)狀及預測
12.2 機器人技術的發(fā)展趨勢
12.3 各國雄心勃勃的發(fā)展機器人計劃
12.4 應用機器人引起的社會問題
12.5 克隆技術對智能機器人的挑戰(zhàn)
12.6 本章小結
習題12
參考文獻
英漢對照術語表