机器人学（第三版）

图书标准信息

• 作者 蔡自兴、谢斌 著
• 出版社 清华大学出版社
• 出版时间 2015-01
• 版次 3
• ISBN 9787302383697
• 定价 52.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 375页
• 字数 601千字
• 正文语种 简体中文

【内容简介】

　　《机器人学（第三版）》介绍机器人学的基本原理及其应用，全面反映国内外机器人学研究和应用的最新进展，是一部系统和全面的机器人学著作和教材。《机器人学（第三版）》共12章，内容涉及机器人学的概况、数理基础、运动学、动力学、位置和力控制、高级控制、传感器、高层规划、轨迹规划、程序设计、应用和展望等内容。
　　该书对第二版进行了全面的修订与补充，在保持第二版丰富内容和明显特色的基础上，特别更新了机器人研究发展状况及机器人技术和市场信息，修改了机器人运动方程的表示（正向运动学）和机器人运动方程的求解（逆向运动学），增加了激光雷达和基于MATLAB的机器人学仿真等内容。
　　《机器人学（第三版）》特别适合作为高年级本科生和研究生的机器人学教材，也适合从事机器人学研究、开发和应用的科技人员学习参考。

【作者简介】

　　蔡自兴，中南大学信息科学与工程学院教授、博士生导师、学位委员会主席。联合国工业与发展组织（UNIDO）审定的联合国专家、国际导航与运动控制科学院院士、纽约科学院院士、IEEE高级会员、首届全国高校国家级教学名师。历任第八届湖南省政协副主席兼文教卫体委员会主任，全国政协第九届和第十届委员会委员，兼任中国人工智能学会副理事长及智能机器人专业委员会主任、中国自动化学会理事、中国计算机学会模式识别与人工智能专业委员会委员等，并任美国伦塞勒大学、俄罗斯科学院圣彼德堡自动化与信息学研究所、丹麦技术大学、北京大学信息科学中心、中国科学院自动化研究所、国防科技大学、北京航空航天大学、北京邮电大学等校客座教授／客座研究员等。主要从事智能系统、人工智能、智能控制、智能机器人研究。主持并完成科教研究30多项，其中获国际奖励2项，国家级奖励2项，省部级以上奖励12项。已在国内外发表学术论文600多篇，出版专著，教材30多部，如《人工智能及其应用》、《机器人学》、《智能控制》等。此外，还主持国家级精品课程（2门）、国家级教学团队和全国双语教学示范课程等国家教育部质量工程项目。

【目录】

第一章绪论
1.1机器人学的起源与发展
1.1.1机器人学的起源
1.1.2机器人学的发展
1.2机器人的定义和特点
1.2.1机器人的定义
1.2.2机器人的主要特征
1.3机器人的构成与分类
1.3.1机器人系统的构成
1.3.2机器人的自由度
1.3.3机器人的分类
1.4机器人学的研究领域
1.5本书概要
1.6本章小结
习题1

第二章数学基础
2.1位姿和坐标系描述
2.2平移和旋转坐标系映射
2.3平移和旋转齐次坐标变换
2.4物体的变换和变换方程
2.5通用旋转变换
2.6本章小结
习题2

第三章机器人运动学
3.1机器人运动方程的表示
3.1.1机械手运动姿态和方向角的表示
3.1.2平移变换的不同坐标系表示
3.1.3广义连杆和广义变换矩阵
3.1.4建立连杆坐标系的步骤和举例
3.2机器人运动方程的求解
3.2.1逆运动学求解的一般问题
3.2.2逆运动学的代数解法与几何解法
3.2.3逆运动学的其他解法
3.3机器人运动的分析与综合举例
3.3.1机器人正向运动学举例
3.3.2机器人逆向运动学举例
3.4机器人的雅可比公式
3.4.1机器人的微分运动
3.4.2雅可比矩阵的定义与求解
3.4.3机器人雅可比矩阵计算举例
3.5本章小结
习题3

第四章机器人动力学
4.1刚体的动力学方程
4.1.1刚体的动能与位能
4.1.2拉格朗日方程和牛顿欧拉方程
4.2机械手动力学方程的计算与简化
4.2.1质点速度的计算
4.2.2质点动能和位能的计算
4.2.3机械手动力学方程的推导
4.2.4机械手动力学方程的简化
4.3机械手动力学方程举例
4.3.1二连杆机械手动力学方程
4.3.2三连杆机械手的速度和加速度方程
4.4机器人的动态特性
4.4.1动态特性概述
4.4.2稳定性
4.4.3空间分辨度
4.4.4精度
4.4.5重复性
4.5机械手的静态特性
4.5.1静力和静力矩的表示
4.5.2不同坐标系间静力的变换
4.5.3关节力矩的确定
4.5.4负荷质量的确定
4.6本章小结
习题4

第五章机器人位置和力控制
5.1机器人控制与传动概述
5.1.1机器人控制的分类、变量与层次
5.1.2机器人传动系统
5.2机器人的位置控制
5.2.1直流控制系统原理与数学模型
5.2.2机器人位置控制的一般结构
5.2.3单关节位置控制器的结构与模型
5.2.4多关节位置控制器的耦合与补偿
5.3机器人的力和位置混合控制
5.3.1柔顺运动与柔顺控制
5.3.2主动阻力控制
5.3.3力和位置混合控制方案和规律
5.3.4柔顺运动位移和力混合控制的计算
5.4机器人的分解运动控制
5.4.1分解运动控制原理
5.4.2分解运动速度控制
5.4.3分解运动加速度控制
5.4.4分解运动力控制
5.5本章小结
习题5

第六章机器人高级控制
6.1机器人的变结构控制
6.1.1变结构控制的特点和原理
6.1.2机器人的滑模变结构控制
6.1.3机器人轨迹跟踪滑模变结构控制
6.2机器人的自适应控制
6.2.1自适应控制器的状态模型和结构
6.2.2机器人模型参考自适应控制器
6.2.3机器人自校正自适应控制器
6.2.4机器人线性摄动自适应控制器
6.3机器人的智能控制
6.3.1智能控制与智能控制系统概述
6.3.2主要智能控制系统简介
6.3.3机器人自适应模糊控制
6.3.4多指灵巧手的神经控制
6.4本章小结
习题6

第七章机器人传感器
7.1机器人传感器概述
7.1.1机器人传感器的特点与分类
7.1.2应用传感器时应考虑的问题
7.2内传感器
7.2.1位移（位置）传感器
7.2.2速度和加速度传感器
7.2.3力觉传感器
7.3外传感器
7.3.1触觉传感器
7.3.2应力传感器
7.3.3接近度传感器
7.3.4其他外传感器
7.4机器人视觉装置
7.4.1机器人眼
7.4.2视频信号数字变换器
7.4.3固态视觉装置
7.4.4激光雷达
7.5本章小结
习题7

第八章机器人高层规划
8.1机器人规划概述
8.1.1规划的作用与问题分解途径
8.1.2机器人规划系统的任务与方法
8.2积木世界的机器人规划
8.2.1积木世界的机器人问题
8.2.2积木世界机器人规划的求解
8.3基于消解原理的机器人规划系统
8.3.1STRIPS系统的组成
8.3.2STRIPS系统规划过程
8.3.3含有多重解答的规划
8.4基于专家系统的机器人规划
8.4.1规划系统的结构和机理
8.4.2ROPES机器人规划系统
8.5机器人路径规划
8.5.1机器人路径规划的主要方法和发展趋势
8.5.2基于近似Voronoi图的机器人路径规划
8.5.3基于模拟退火算法的机器人局部路径规划
8.5.4基于免疫进化和示例学习的机器人路径规划
8.5.5基于蚁群算法的机器人路径规划
8.6本章小结
习题8

第九章机器人轨迹规划
9.1轨迹规划应考虑的问题
9.2关节轨迹的插值计算
9.3笛卡儿路径轨迹规划
9.4规划轨迹的实时生成
9.5本章小结
习题9

第十章机器人程序设计
10.1机器人编程要求与语言类型
10.1.1对机器人编程的要求
10.1.2机器人编程语言的类型
10.2机器人语言系统结构和基本功能
10.2.1机器人语言系统的结构
10.2.2机器人编程语言的基本功能
10.3常用的机器人编程语言
10.3.1VAL语言
10.3.2SIGLA语言
10.3.3IML语言
10.3.4AL语言
10.4机器人的离线编程
10.4.1机器人离线编程的特点和主要内容
10.4.2机器人离线编程系统的结构
10.4.3机器人离线编程仿真系统HOLPSS
10.5基于MATLAB的机器人学仿真
10.6本章小结
习题10

第十一章机器人应用
11.1应用工业机器人必须考虑的因素
11.1.1机器人的任务估计
11.1.2应用机器人三要素
11.1.3使用机器人的经验准则
11.1.4采用机器人的步骤
11.2机器人的应用领域
11.2.1工业机器人
11.2.2探索机器人
11.2.3服务机器人
11.2.4军事机器人
11.3工业机器人应用举例
11.3.1材料搬运机器人
11.3.2焊接机器人
11.3.3喷漆机器人
11.4本章小结
习题11

第十二章机器人学展望
12.1机器人技术和市场的现状及预测
12.2机器人技术的发展趋势
12.3各国雄心勃勃的发展机器人计划
12.4应用机器人引起的社会问题
12.5克隆技术对智能机器人的挑战
12.6本章小结
习题12
参考文献
英汉对照术语表