機器人學基礎 周曉敏 鄭莉芳 劉鴻飛 9787302635888 【台灣高等教育出版社】

內容簡介
本書是高等院校機器人學教材，比較系統地論述機器人學的基本原理及其應用，介紹國內外機器人學研究和應用的最新進展。全書共6章，主要內容包括工業機器人的產生與發展、機器人學的位姿幾何基礎、機器人位姿方程、機器人運動學基礎、機器人靜力和動力分析、機器人軌跡規劃等。

作者簡介
周曉敏，北京科技大學副教授，主講自動控制理論、現代控制理論等多門課程。曾獲北京科技大學我愛我師獎、青年教師教學基本功比賽一等獎等多項教學獎勵。公開發表論文40餘篇，其中SCI\EI檢索論文20餘篇。

目錄
第1章導論
1 1工業機器人及其產生和發展
1 1 1工業機器人
1 1 2工業機器人的產生和發展
1 2工業機器人的組成
1 2 1執行機構
1 2 2驅動裝置
1 2 3控制系統
1 2 4智能系統
1 3工業機器人的機構
1 3 1直角坐標型
1 3 2圓柱坐標型
1 3 3球坐標型
1 3 4關節型
1 4工業機器人的分類和應用實例
1 4 1工業機器人的分類
1 4 2應用實例
1 5工業機器人的主要技術指標
習題
第2章位姿幾何基礎
2 1剛體位姿的確定
2 1 1確定剛體位姿的矩陣方法
2 1 2位姿矩陣的幾何意義
2 1 3位姿矩陣的逆陣
2 2多剛體之間的位姿關係
2 2 1鏈式關係與位姿矩陣方程式
2 2 2變換的左乘和右乘
2 3兩種重要的旋轉矩陣
2 3 1繞坐標軸旋轉的旋轉變換矩陣
2 3 2繞任意軸旋轉的旋轉變換矩陣
2 4姿態矩陣的歐拉角表示法
2 4 1用流動坐標軸的轉角為歐拉角的表示法
2 4 2用繞基礎坐標軸的轉角為歐拉角的表示法
習題
第3章機器人位姿方程
3 1操作機兩桿間位姿矩陣的建立
3 1 1連桿參數與位姿變數
3 1 2確定兩桿之間位姿矩陣的方法
3 1 3五參數表示法及位姿矩陣
3 2操作機位姿方程的正、逆解
3 2 1開鏈操作機
3 2 2帶有閉鏈的操作機
習題
第4章運動學基礎
4 1速度及加速度分析
4 1 1向量在兩相對轉動坐標系中的求導
4 1 2桿件之間的速度分析
4 1 3桿件之間的加速度分析
4 2雅可比矩陣
4 2 1雅可比矩陣概述
4 2 2雅可比矩陣元素的計算
4 2 3雅可比矩陣奇異問題
4 3微分運動
4 3 1關節坐標與直角坐標之間微分運動關係
4 3 2直角坐標系之間的微分運動關係
習題
第5章靜力和動力分析
5 1靜力分析
5 1 1桿件之間的靜力傳遞
5 1 2操作機的靜力平衡
5 2慣性參數計算
5 2 1慣性參數計算公式
5 2 2慣性參數測量方法
5 2 3操作機慣性參數的有限元計算
5 3基於牛頓-歐拉方程的動力學演算法
5 3 1引例
5 3 2動力學方程及其各項的物理意義
5 3 3遞推演算法
5 4基於凱恩方程的動力學演算法
5 4 1凱恩動力學方程
5 4 2基於凱恩方程的動力學演算法
5 4 3動力學方程符號推導示例
5 4 4廣義驅動力的歸算問題
5 5基於拉格朗日方程的動力學演算法
5 5 1拉格朗日方程
5 5 2基於拉格朗日方程的動力學演算法
5 6動力學演算法間的關係
習題
第6章機器人軌跡規劃
6 1作業規劃
6 1 1設立坐標系，制定作業表
6 1 2建立位姿矩陣（運動）方程，求末端變換矩陣
6 2關節坐標空間的軌跡規劃
6 2 1兩點間的PTP規劃
6 2 2多點間的PTP規劃
6 3直角坐標空間規劃
6 3 1連續路徑規劃的直接法
6 3 2連續路徑規劃的驅動變換法
習題
參考文獻

前言/序言
機器人學作為一門高度交叉的前沿學科，近年來取得了快速發展，引起不同專業背景人們的廣泛興趣。本書是在吸收國內外先進理論和經驗的基礎上，結合作者的教學和科研工作編寫而成，是一部內容比較系統的機器人學基礎性教材。
全書共6章。第1章簡述工業機器人的產生與發展，分析機器人的特點、結構與分類，探討機器人的應用領域。第2章討論機器人學的位姿幾何基礎，直接由剛體的位姿確定引出位姿矩陣即齊次坐標變換矩陣，並進行多種幾何解釋。第3章討論機器人位姿方程，包括操作機兩桿間位姿矩陣的建立和操作機位姿方程的正、逆解。第4章討論機器人運動學基礎，包括速度及加速度分析、雅可比矩陣及微分運動等。第5章討論機器人靜力和動力分析，動力分析中介紹了基於牛頓歐拉方程、基於凱恩方程、基於拉格朗日方程三種常用的分析方法並說明其等價性。第6章討論機器人軌跡規劃，包括作業規劃、關節坐標空間的軌跡規劃和直角坐標空間規劃等。
本書適合作為普通高等院校本科生教材，也適合從事機器人學研究、開發和應用的科技人員學習參考。
本書由周曉敏、鄭莉芳、劉鴻飛編著。此外，孫浩參与了1 1節、1 2節和1 4節的編寫工作。在本書撰寫和出版過程中，得到很多專家、教授、同事和學生的熱情鼓勵和支持幫助，在此特向他們以及廣大讀者致以衷心的感謝。還要特別感謝部分國內外機器人學專著、教材和有關論文的作者們。
由於本書撰寫時間倉促，書中一定有不足之處，希望得到各位專家和廣大讀者的批評指正。
作者
2023年1月