《冗余空间机器人操作臂:运动学、轨迹规划及控制》[93M]百度网盘|pdf下载|亲测有效

基本信息

书名：冗余空间机器人操作臂:运动学、轨迹规划及控制

定价：118.00元

作者：徐文福,梁斌

出版社：科学出版社

出版日期：2017-12-01

ISBN：9787030548283

字数：

页码：348

版次：31

装帧：平装

开本：32开

商品重量：0.4kg

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内容提要

本书对冗余空间(此处的“空间”，与“平面”相对应)机器人操作臂运动学、轨迹规划与控制等进行系统、深入的论述，包括冗余机器人构型设计、正运动学建模、解析逆运动学求解方法、奇异分析及奇异回避、障碍回避、容错控制、力柔顺控制等。所介绍的方法，可以解决各种典型结构的冗余机械臂，包括球腕及非球腕机械臂的相关问题。书中涉及的理论及方法大多已发表在国际期刊上，或在国际学术会议上宣读过，并已实际用于我国航天项目和工业领域中，具有较强的创新性与实用价值。

序
前言

章绪论
1.1 冗余机器人的概念及内涵
1.1.1 冗余机器人及冗余性
1.1.2 自运动
1.1.3 奇异性和逃逸性
1.2 冗余机械臂的必要性分析
1.3 冗余空间机器人外发展现状
1.3.1 国际空间站冗余机器人
1.3.2 自由飞行的冗余空间机器人
1.3.3 地面应用的冗余机械臂
1.4 冗余空间机器人研究中的热点问题
1.4.1 冗余空间机器人解析逆运动学
1.4.2 运动学奇异分析与奇异回避
1.4.3 冗余空间机器人障碍回避
1.4.4 冗余空间机器人被动柔顺控制
1.4.5 冗余空间机器人容错控制
1.5 小结

第2章冗余空间机器人操作臂的构型设计
2.1 典型冗余机械臂构型分类
2.1.1 球腕冗余机械臂构型
2.1.2 非球腕冗余机械臂构型
2.2 球腕冗余机械臂优构型设计
2.2.1 七自由度球腕冗余机械臂的设计依据
2.2.2 优构型（无偏置SRS）的确定
2.2.3 肘部偏置式SRS机械臂臂型设计
2.3 非球腕冗余机械臂通用构型设计
2.3.1 常见的七自由度非球腕冗余机械臂构型
2.3.2 通用的非球腕冗余机械臂构型设计
2.4 小结

第3章冗余空间机械臂运动学建模基础
3.1 量及坐标系定义
3.1.1 刚体位置的描述
3.1.2 刚体姿态的表示
3.1.3 关节位置量与末端位姿量
3.1.4 关节速度晕与末端速度量
3.2 机器人D-H坐标系建立规则
3.2.1 D-H坐标系定义
3.2.2 D-H坐标系建立的步骤
3.3 位置级运动学方程
3.3.1 位置级正运动学方程
3.3.2 位置级逆运动学方程
3.4 速度级运动学方程
3.4.1 速度级正运动学方程
3.4.2 速度级逆运动学方程
3.5 冗余机器人速度级逆运动学求解方法
3.5.1 常规梯度投影法及其局限性
3.5.2 逆运动学实时计算法
3.6 小结

第4章关节角参数化解析逆运动学求解
4.1 基于关节角的冗余参数描述
4.2 连续三轴平行冗余机械臂的关节角参数化
4.2.1 连续三轴平行机械臂关节角参数化方法
4.2.2 三轴平行型机械臂关节角参数化算例分析
4.3 两两垂直型冗余机械臂关节角参数化
4.3.1 两两垂直型冗余机械臂关节角参数化方法
4.3.2 两两垂直型机械臂逆运动学求解流程
4.3.3 两两垂直型机械臂关节角参数化算例分析
4.4 小结

第5章臂型角参数化解析逆运动学求解
5.1 基于臂型角的冗余参数描述
5.2 臂型角参数化求解方法
5.2.1 肘部关节角的求解
5.2.2 初始姿态ORW=0的求解
5.2.3 肩部关节角的求解
5.2.4 腕部关节角的求解
5.2.5 臂型角参数化求解过程
5.3 无奇异双臂型角参数化方法
5.3.1 双臂型角的定义
5.3.2 双臂型角参数化求解方法
5.4 典型7DOF冗余机械臂逆运动学求解
5.4.1 SRS三轴平行型机械臂逆运动学
5.4.2 SRS两两垂直型机械臂逆运动学
5.4.3 SSRMS肩-肘-腕偏置型机械臂逆运动学
5.5 小结

第6章冗余机器人路径规划方法
6.1 机器人规划的基本概念
6.1.1 机器人规划的层次划分
6.1.2 机器人的路径规划
6.1.3 机器人的路径规划与控制的关系
6.2 关节空间路径规划
6.2.1 梯形速度插值
6.2.2 用抛物线拟合的线性插值
6.2.3 三次多项式插值
6.2.4 五次多项式插值
6.2.5 三次样条插值
6.3 笛卡儿空问路径规划
6.3.1 基于位置级求逆的笛卡儿空问路径规划
6.3.2 基于速度级求逆的笛卡儿空间路径规划
6.3.3 基于驱动函数的笛卡儿直线轨迹规划
6.4 小结

第7章基于Jacobian矩阵初等换的运动学奇异分析
7.1 改造后的微分运动学方程
7.1.1 运动螺旋的改造
7.1.2 运动方程的改造
7.1.3 不同参考系对Jacobian矩阵奇异条件的影响
7.2 不改关节独立性的Jacobian矩阵初等换
7.2.1 初等行换
7.2.2 初等列换
7.3 球腕机械臂奇异构型分析
7.3.1 球腕机械臂改造后的Jacobian矩阵
7.3.2 Jacobian矩阵的初等换
7.3 3球腕机械臂实例分析
7.4 非球腕机械臂奇异构型分析
7.4.1 非球腕机械臂改造后的Jacobian矩阵
7.4.2 Jacobian矩阵的初等换
7.4.3 欧洲机械臂奇异条件分析实例
7.4.4 国际空间站遥操作机械臂的奇异条件分析
7.5 单关节锁定后退化的六自由度机械臂奇异分析
7.6 小结

第8章冗余机器人运动空间分解及奇异回避
8.1 传统的奇异回避方法及其缺陷
8.1.1 Jacobian矩阵的奇异值分解
8.1.2 基于阻尼小方差法的奇异回避路径规划
8.1.3 基于梯度投影法的奇异回避路径规划
8.1.4 其他常规方法
8.2 运动空间分解
8.3 单关节锁定下退化的六自由度机械臂奇异规避
8.3.1 阻尼小二乘法求解子问题
8.3.2 基于阻尼倒数的实用方法
8.4 降阶的冗余机械臂奇异规避方法
8.4.1 降阶法原理
8.4.2 降阶的可操作性优化方法
8.4.3 降阶的分块主子式优化方法
8.4.4 奇异条件参数优化算法
8.4.5 计算量比较
8.4.6 奇异回避方法仿真验证
8.5 进一步讨论
8.5.1 算法的普适性
8.5.2 参考系的选取
8.6 小结

第9章冗余机器人障碍回避方法
9.1 典型障碍物几何建模
9.1.1 典型设备轮廓分析
9.1.2 典型障碍物的建模
9.1.3 障碍物属性的定义及任意坐标系下的描述
9.2 避障规划
9.2.1 避障规划原理
9.2.2 障碍回避方法
9.3 避障规划仿真
9.3.1 球形避碰轨迹规划仿真
9.3.2 圆柱形避碰轨迹规划仿真
9.3.3 正方体避碰轨迹规划仿真
9.4 小结

0章冗余机器人力柔顺控制方法
10.1 机器人柔顺控制方法分类
10.2 冗余空间机械臂及接触建模
10.2.1 空间机械臂和ORU的构型及参数
10.2.2 空间机器人多体动力学建模
10.2.3 工作环境建模
10.3 冗余空间机械臂的阻抗控制方法的研究
10.3.1 阻抗控制的基本原理
10.3.2 基于位置的阻抗控制
10.3.3 基于力的阻抗控制
10.3.4 仿真验证
10.3.5 基于力与基于位置的阻抗控制方法对比
10.4 冗余空问机械臂的力／位混合控制方法
10.4.1 力／位混合控制的基本原理
10.4.2 选择矩阵的改进
10.4.3位置环控制
10.4.4 力环控制
10.4.5 仿真验证
10.4.6 阻抗控制与力／位混合控制对比
10.5 冗余空间机械臂力柔顺控制实验
10.5.1 实验设备
10.5.2 恒力位移实验
10.5.3 接触碰撞实验
10.6 小结

1章冗余机器人容错控制方法
11.1 容错控制技术概述
11.2 冗余机械臂容错性能分析
11.2.1 冗余机器人运动学优化
11.2.2 容错性能指标
11.3 冗余机械臂单关节故障下的运动学建模
11.3.1 单关节故障后重建D-H参数
11.3.2 基于重建D-H参数表的运动学分析
11.3.3 单关节故障情况下实例分析
11.4 冗余机械臂单关节故障下的动力学建模
11.4.1 单关节故障下机械臂的动力学参数
11.4.2 单关节故障下的拉格朗日动力学方程
11.5 冗余机械臂单关节故障下的轨迹规划和容错控制
11.5.1 自运动空间位置级轨迹规划
11.5.2 跟踪误差状态表达方程
11.5.3 基于H-棒控制器设计
11.5.4 MATLAB仿真实验结果分析
11.6 小结
参考文献