《机器人操作的数学导论》求取 ⇩

第一章绪论1

1 历史回顾1

2 多指手和灵巧操作4

3本书概述7

3.1 单机器人操作8

3.2 多指机器人手的协调操作8

3.3 机器人系统的非完整约束9

4 文献说明10

第二章刚体运动11

1 刚体变换11

2三维空间中的旋转运动13

2.1 旋转矩阵的性质13

2.2 旋转的指数坐标16

2.3 其他表示法18

3三维空间中的刚体运动21

3.1 齐次坐标表示法22

3.2 刚体运动的指数坐标和运动旋量24

3.3 旋量：运动旋量的几何表示28

4刚体速度31

4.1 转动速度31

4.2 刚体速度33

4.3 旋量运动的速度36

4.4 坐标变换36

5力旋量和对偶旋量38

5.1 力旋量38

5.2 力旋量的旋量坐标40

5.3 对偶旋量42

6 小结44

7 文献说明46

8 习题46

第三章机器人运动学51

1 概述51

2运动学正解52

2.1 问题的描述52

2.2 指数积公式53

2.3 机器人的运动旋量参数表示58

2.4 机器人的工作空间61

3运动学逆解63

3.1 一个平面例子63

3.2 Paden-Kahan子问题64

3.3 利用子问题求解运动学逆问题67

3.4 运动学逆解问题的一般解法70

4机器人的雅可比矩阵76

4.1 末端执行器的速度76

4.2 末端执行器的作用力80

4.3 奇异性82

4.4 可操作性84

5冗余度机器人和并联机器人85

5.1 冗余度机器人85

5.2 并联机器人87

5.3 四连杆机构89

5.4 Stewart平台92

6 小结95

7 文献说明96

8 习题96

第四章机器人动力学及控制102

1 概述102

2拉格朗日方程103

2.1 基本公式103

2.2 刚体的惯性105

2.3 实例：两杆平面机器人的动力学107

2.4 刚体的牛顿-欧拉方程108

3开链机器人动力学110

3.1 开链机器人的拉格朗日函数110

3.2 开链机器人的运动方程111

3.3 机器人动力学和指数积公式115

4李亚普诺夫（Lyapunov）稳定性理论118

4.1 基本定义118

4.2 李亚普诺夫直接法120

4.3 李亚普诺夫间接法121

4.4 实例122

4.5 李亚普诺夫不变原理124

5位置控制与轨迹跟踪125

5.1 问题描述125

5.2 计算力矩126

5.3 PD控制127

5.4 工作空间控制129

6有约束机器人的控制132

6.1 约束系统的动力学132

6.2 有约束机器人的控制133

6.3 实例：沿滑槽运动的平面机器人134

7 小结135

8 文献说明136

9 习题137

第五章多指手运动学139

1 抓取概述139

2抓取静力学140

2.1 接触模型140

2.2 抓取映射144

3力封闭146

3.1有关定义146

3.2 构成力封闭的条件147

4抓取规划151

4.1 所需接触数目的范围151

4.2 构成力封闭抓取152

5抓取约束154

5.1 手指运动学154

5.2 多指抓取的性质156

5.3 实例：两个SCARA手指抓取盒子158

6滚动接触运动学161

6.1 曲面模型161

6.2 接触运动学165

6.3 滚动抓取运动学169

7 小结170

8 文献说明171

9 习题172

第六章机器人手的动力学及控制176

1有约束的拉格朗日方程176

1.1 Pfaffian约束176

1.2 拉格朗日乘子178

1.3 拉格朗日-达朗伯方程179

1.4 非完整约束的性质182

2机器人手的动力学183

2.1 公式推导及有关性质183

2.2 内力185

2.3 其他机器人系统186

3冗余度机器人系统和不可操作机器人系统189

3.1 冗余度机器人的动力学189

3.2 不可操作抓取192

3.3 实例：两个SCARA手指的抓取193

4腱驱动的运动学和静力学194

4.1 无弹性腱194

4.2 弹性腱196

4.3 腱驱动手指的分析与控制198

5机器人手的控制199

5.1 扩展的控制规则199

5.2多级控制结构200

6 小结205

7 文献说明206

8 习题207

第七章机器人系统的非完整约束209

1 概述209

2可控性和Frobenius定理211

2.1 矢量场和矢量流212

2.2 李氏括号和Frobenius定理212

2.3 非线性可控性216

3 非完整系统实例219

4非完整系统的结构223

4.1 非完整分布的分类224

4.2 非完整系统实例（续）225

4.3 Philip Hall基227

5 小结228

6 文献说明229

7 习题229

第八章非完整运动规划233

1 概述233

2典型控制系统的正弦控制234

2.1 一阶可控系统：Brockett系统235

2.2 二阶可控系统237

2.3 高阶系统：链式系统238

3一般控制方法240

3.1 傅里叶技术240

3.2 链式转换243

3.3 非完整系统的最优控制244

3.4 分段定常输入控制247

4动态手指重定位251

4.1 问题的描述251

4.2 用正弦输入进行控制252

4.3 几何状态算法253

5 小结255

6 文献说明256

7 习题256

第九章机器人操作的研究展望260

1 用于危险环境的机器人260

2 用于医疗的多指手261

3 小型机器人——微机器人学262

附录A李群与机器人运动学264

附录B旋量计算软件包285

索引288

参考文献292