机器人工程基础

图书标准信息

• 作者 徐东 岳昊嵩
• 出版社 机械工业出版社
• 出版时间 2023-10
• 版次 1
• ISBN 9787111733935
• 定价 48.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 224页
• 字数 342千字

【内容简介】

本书全面系统地论述了机器人开发设计的工程基础理论和知识。全书共8章，内容包括：机器人的定义、发展历史、分类、功能和构成；刚体系统的基本运动学、力学方程；机器人关节、连杆机构、DH建模方法和运动学、动力学方程；机器人常用驱动电动机的工作原理和控制方法；机器人内部传感器、外部传感器、传感器的融合设计；机器人控制器的功能、结构、控制系统的通信；机器人操作系统的体系结构、核心概念、应用方法和典型实例；以机器人操作系统作为开发平台的协作机器人仿真模型建立、仿真开发和物理环境实验。
  本书适合机器人工程专业的高年级本科生和研究生学习，同时也可作为机器人方向的研发者及工程师的参考资料。

【目录】

前言

第1章概述1

11机器人的定义和发展历史1

111机器人的定义1

112机器人的发展历史2

12机器人的分类4

121工业机器人4

122服务机器人8

123特种机器人10

13机器人的功能和构成12

131机器人的功能12

132机器人的构成12

思考题16

第2章机器人数学基础17

21描述和变换17

211位置和姿态的描述17

212坐标系映射18

213平移旋转变换20

22线速度和角速度21

221线速度22

222角速度22

223刚体的线速度和角速度23

23刚体的加速度24

231线加速度24

232角加速度25

24平动和转动的力学方程25

241惯性张量25

242Newton方程和Euler方程26

思考题27

第3章机器人的机构和运动29

31传动机构29

311齿轮传动29

312丝杠30

313带传动31

314连杆传动32

315减速装置33

32机械臂的构型35

321连杆和关节35

322关节的自由度38

323机械臂的基本结构40

33机器人运动学41

331正运动学41

332DH建模实例45

333逆运动学48

334工作空间55

34动力学56

341 NewtonEuler递推方法56

342迭代形式与封闭形式的动力学

方程58

343动力学方程应用举例58

思考题61

第4章机器人的驱动——电动机62

41概述62

42有刷直流电动机63

421有刷直流电动机的工作原理64

422有刷直流电动机的控制方法68

43步进电动机70

431步进电动机的工作原理71

432步进电动机的控制方法73

44永磁同步电动机73

441永磁同步电动机的工作原理74

442永磁同步电动机的控制方法77

45舵机81

451舵机的结构82

452舵机的工作原理82

453舵机的选型84

思考题84

第5章机器人的传感器和感知86

51概述86

52传感器的分类86

53内部传感器87

531位置和角度测量87

532线速度和角速度测量92

533加速度和角加速度测量93

534姿态测量96

535坐标位置传感器98

54外部传感器100

541视觉传感器100

542触觉传感器103

543力觉传感器106

544接近觉传感器108

545距离传感器110

546听觉、味觉、嗅觉传感器113

55传感器融合应用示例115

思考题118

第6章机器人控制器119

61控制器的功能119

62控制器的结构121

63运动规划123

631关节空间的轨迹规划123

632操作空间的轨迹规划126

64机器人编程127

641机器人编程级别128

642机器人语言的功能129

65控制系统中的通信131

651RS232131

652USB132

653Ethernet133

654WiFi134

655蓝牙135

656IrDA135

657CAN136

思考题137

第7章机器人操作系统138

71概述138

711为什么使用机器人操作系统139

712ROS的特点140

713ROS的版本141

72ROS入门142

721计算图143

722ROS的文件系统146

723ROS的开源社区147

724安装ROS147

725ROS的启动与命令工具150

726ROS实践151

73进一步理解ROS中的概念和机制156

731节点156

732话题157

733服务160

734动作161

735参数161

736命名163

74ROS的编程应用164

741构建系统164

742话题编程流程172

743服务编程流程179

744动作编程流程182

思考题186

第8章机械臂应用示例187

81机械臂简介188

82机械臂建模189

821ROS中的机器人模型189

822URDF文件编写192

823AUBO机械臂模型代码解读197

824改进URDF模型202

83机械臂仿真204

831RViz平台204

832Moveit!架构205

833RViz+Moveit!仿真过程207

84机械臂运行实验210

841系统连接与搭建210

842机械臂运动控制211

843视觉抓取实现212

思考题214

参考文献215