机器人机构学基础
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作者于靖军,刘辛军 编
出版社机械工业出版社
ISBN9787111618881
出版时间2022-06
装帧平装
开本16开
定价68元
货号1202659680
上书时间2024-12-02
商品详情
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作者简介
于靖军，教授、博士生导师，中国机械工程学会高级会员。1995年和1998年在燕山大学分别获得机械工程学士和硕士学位，2002年在北京航空航天大学获得机械工程博士学位。从2004年开始一直在北京航空航天大学机器人研究所任教。主要研究方向是机器人机构学、柔性机构与智能结构，以及与运动几何学相关的领域。著有《机械装置的图谱化创新设计》《柔性设计：柔性机构的分析与综合》，主编《机械原理》《机器人机构学的数学基础》等教材。
目录
前言
符号表
第1章 绪论
1.1 机器人的起源与发展
1.2 机器人机构学的诞生
1.3 章节安排与内容导读
习题
第2章 数学知识
2.1 坐标系与三维向量的运算
2.1.1 坐标系与点的坐标表示
2.1.2 三维向量及其运算
2.2 矩阵与线性空间
2.2.1 矩阵及其运算
2.2.2 线性空间与线性变换
2.2.3 雅可比的概念
2.3 线几何
2.3.1 欧氏几何、射影几何与齐次坐标
2.3.2 线矢量
2.3.3 Grassmann线几何
2.4 旋量与旋量系
2.4.1 旋量、线矢量与偶量
2.4.2 旋量的基本运算
2.4.3 旋量系
本章小结
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习题
第3章 位姿描述与刚体运动
3.1 刚体的位姿描述
3.2 刚体运动与刚体变换
3.2.1 坐标（系）映射
3.2.2 典型的刚体运动与刚体变换
3.2.3 复合变换与连续变换
3.2.4 自由矢量的变换
3.3 姿态的其他描述方法
3.3.1 欧拉角
3.3.2 R-P-Y角
3.3.3 等效轴-角
3.3.4 单位四元数
3.3.5 不同姿态描述之间的对比及映射关系总结
3.4 运动旋量与刚体运动
3.4.1 基于等效轴-角表示的齐次变换推导
3.4.2 螺旋运动与螺旋变换
3.5 刚体速度
3.5.1 线速度、角速度的表示及物理意义
3.5.2 刚体速度的描述与速度旋量
3.6 力旋量
3.6.1 力旋量的定义
3.6.2 约束力旋量
本章小结
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习题
第4章 机器人机构
4.1 机器人机构的基本组成
4.1.1 机构的基本组成元素：构件与运动副
4.1.2 运动链、机构与机器人
4.1.3 机器人机构的表示
4.2 机器人机构的简单分类
4.3 串联机器人机构
4.3.1 手臂机构
4.3.2 手腕机构
4.3.3 机器人手爪
4.4 并/混联机器人机构
4.5 移动机器人机构
4.5.1 轮式移动机器人机构
4.5.2 足式移动机器人机构
4.6 机器人的自由度
4.6.1 与自由度相关的几个基本概念
4.6.2 自由度计算公式
4.7 驱动、传动机构
4.7.1 常用的驱动器
4.7.2 传动机构与机器人用减速器
4.8 与机器人机构相关的性能描述
本章小结
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习题
第5章 串联机器人的位移分析
5.1 位移分析的主要任务及意义
5.2 位移分析的基本原理与基本方法
5.2.1 基本原理：闭环方程
5.2.2 基本方法：解析法与数值法
5.3 D-H参数与串联机器人的正运动学求解
5.3.1 D-H参数法的由来
5.3.2 前置坐标系下的D-H参数
5.3.3 前置坐标系下的D-H矩阵
5.3.4 基于改进D-H参数法的串联机器人位移分析
5.3.5 标准D-H参数法与串联机器人的正运动学求解
5.4 关节空间、任务空间与驱动空间
5.5 串联机器人的位移反解
5.6 串联机器人位移求解的指数积公式
5.6.1 位移正解的指数积公式
5.6.2 位移反解的指数积公式
5.7 机器人的工作空间
本章小结
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习题
第6章 串联机器人的速度雅可比与性能评价
6.1 速度分析的主要任务及意义
6.2 递推法计算串联机器人的末端速度
6.3 速度雅可比的定义
6.4 串联机器人速度雅可比的其他计算方法
6.4.1 基于D-H参数的微分变换法
6.4.2 基于指数积公式的求解方法
6.4.3 螺旋运动方程
6.4.4 参考坐标系的选择
6.5 基于速度雅可比的性能分析与评价
6.5.1 奇异性分析
6.5.2 灵巧性分析
本章小结
扩展阅读文献
习题
第7章 并联机器人运动学基础
7.1 并联机器人的主要应用
7.2 并联机器人的位移分析
7.2.1 求解方法概述
7.2.2 典型实例分析
7.3 并联机器人的速度雅可比
7.3.1 位移方程直接求导法（直接微分法）
7.3.2 旋量法
7.4 并联机器人的奇异性
7.4.1 奇异的分类概述
7.4.2 奇异的求解方法
本章小结
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习题
第8章 机器人静力学与静刚度分析
8.1 机器人静力学与静刚度分析的主要任务与意义
8.2 静力平衡方程
8.3 静力雅可比
8.3.1 静力雅可比矩阵的定义
8.3.2 广义速度、广义力与雅可比在不同坐标系间的变换
8.3.3 力椭球
8.3.4 静力雅可比与速度雅可比之间的对偶性
8.4 柔度与变形
8.4.1 刚度与柔度
8.4.2 基于旋量理论的空间柔度矩阵建模
8.4.3 柔度矩阵的坐标变换
8.5 刚性机器人的静刚度建模
8.5.1 串联机器人的静刚度映射
8.5.2 并联机器人的静刚度映射
8.5.3 柔度矩阵与力椭球
8.6 柔性机器人的静刚度建模
本章小结
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习题
第9章 机器人动力学基础
9.1 机器人动力学建模的目的与意义
9.2 刚体的惯性
……
内容摘要
本书以典型的串、并联机器人机构为对象，沿袭传统机构学研究的三大经典主题——结构学、运动学、动力学，展开有关“型”“性”“度”分析与设计方面的阐述。
全书共10章。第1章为绪论。第2、3章为全书提供数理基础。第4章介绍常见的机器人机构，为其他各章提供对象。第5章是串联机器人的运动学基础理论，主要介绍两种常用的位移求解方法：一种是基于D-H参数法的代数法，另一种是基于指数积公式的几何法。第6章主要介绍串联机器人速度雅可比的概念与求解方法，以及几种典型的基于速度雅可比的性能评价指标。第7章简单介绍少许与并联机器人运动学相关的基础知识。第5～7章内容均属于机器人运动学的研究范畴。第8、9章分别简要介绍机器人静力学与动力学的基础知识，其中也涉及少许刚性、柔性机器人静刚度建模的方法。第10章则结合一个典型案例，给出机器人机构设计过程中遵循的一般过程。
本书可作为机器人工程专业的高年级本科生教材或研究生教材，也可作为相关科研人员与工程技术人员的参考用书。
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