機器人工程基礎

前言第1章概述111機器人的定義和發(fā)展歷史1111機器人的定義1112機器人的發(fā)展歷史212機器人的分類4121工業(yè)機器人4122服務機器人8123特種機器人1013機器人的功能和構成12131機器人的功能12132機器人的構成12思考題16第2章機器人數(shù)學基礎1721描述和變換17211位置和姿態(tài)的描述17212坐標系映射18213平移旋轉變換2022線速度和角速度21221線速度22222角速度22223剛體的線速度和角速度2323剛體的加速度24231線加速度24232角加速度2524平動和轉動的力學方程25241慣性張量25242Newton方程和Euler方程26思考題27第3章機器人的機構和運動2931傳動機構29311齒輪傳動29312絲杠30313帶傳動31314連桿傳動32315減速裝置3332機械臂的構型35321連桿和關節(jié)35322關節(jié)的自由度38323機械臂的基本結構4033機器人運動學41331正運動學41332DH建模實例45333逆運動學48334工作空間5534動力學56341 NewtonEuler遞推方法56342迭代形式與封閉形式的動力學方程58343動力學方程應用舉例58思考題61第4章機器人的驅動——電動機6241概述6242有刷直流電動機63421有刷直流電動機的工作原理64422有刷直流電動機的控制方法6843步進電動機70431步進電動機的工作原理71432步進電動機的控制方法7344永磁同步電動機73441永磁同步電動機的工作原理74442永磁同步電動機的控制方法7745舵機81451舵機的結構82452舵機的工作原理82453舵機的選型84思考題84第5章機器人的傳感器和感知8651概述8652傳感器的分類8653內部傳感器87531位置和角度測量87532線速度和角速度測量92533加速度和角加速度測量93534姿態(tài)測量96535坐標位置傳感器9854外部傳感器100541視覺傳感器100542觸覺傳感器103543力覺傳感器106544接近覺傳感器108545距離傳感器110546聽覺、味覺、嗅覺傳感器11355傳感器融合應用示例115思考題118第6章機器人控制器11961控制器的功能11962控制器的結構12163運動規(guī)劃123631關節(jié)空間的軌跡規(guī)劃123632操作空間的軌跡規(guī)劃12664機器人編程127641機器人編程級別128642機器人語言的功能12965控制系統(tǒng)中的通信131651RS232131652USB132653Ethernet133654WiFi134655藍牙135656IrDA135657CAN136思考題137第7章機器人操作系統(tǒng)13871概述138711為什么使用機器人操作系統(tǒng)139712ROS的特點140713ROS的版本14172ROS入門142721計算圖143722ROS的文件系統(tǒng)146723ROS的開源社區(qū)147724安裝ROS147725ROS的啟動與命令工具150726ROS實踐15173進一步理解ROS中的概念和機制156731節(jié)點156732話題157733服務160734動作161735參數(shù)161736命名16374ROS的編程應用164741構建系統(tǒng)164742話題編程流程172743服務編程流程179744動作編程流程182思考題186第8章機械臂應用示例18781機械臂簡介18882機械臂建模189821ROS中的機器人模型189822URDF文件編寫192823AUBO機械臂模型代碼解讀197824改進URDF模型20283機械臂仿真204831RViz平臺204832Moveit!架構205833RViz+Moveit!仿真過程20784機械臂運行實驗210841系統(tǒng)連接與搭建210842機械臂運動控制211843視覺抓取實現(xiàn)212思考題214參考文獻215