《國際機械工程先進技術譯叢:並聯機器人(原書第2版)》綜閤呈現瞭有關並聯機器人可能的機械構型、分析與綜閤及可能應用的最新進展,是2000年《並聯機器人(第1版)》的再版。本書內容包括:緒論,機構綜閤與構型,逆運動學,正運動學,速度、精度與加速度分析,奇異構型,工作空間,靜力學分析,動力學,標定,設計,係統求解方法,區間分析和結論。
《國際機械工程先進技術譯叢:並聯機器人(原書第2版)》的讀者對象是機械、機電和計算機及控製專業領域研究者和工程師及相關專業本科生和研究生。
《國際機械工程先進技術譯叢:並聯機器人(原書第2版)》為學生提供瞭超過140個練習和問題;給工程師展示瞭許多實際結果和應用。
譯叢序言
譯者序
前言
緻謝
符號說明
第1章 緒論
1.1 典型機器人的特性
1.2 機器人的其他構型
1.3 機器人技術的必要性
1.4 並聯機器人的定義
1.4.1 廣義並聯機械臂的定義
1.4.2並聯機械臂
1.4.3 全並聯機械臂
1.4.4 全並聯機械臂分析
1.4.4.1 平麵機器人
1.4.4.2 一般情形
1.5 本書內容
1.6 練習
第2章 機構綜閤與構型
2.1 引言
2.2 機構綜閤方法
2.2.1 圖論法
2.2.2 群論法
2.2.2.1 李(Lie)群和位移子群
2.2.2.2 子群運動生成器
2.2.2.3 基於群論的型綜閤
2.2.3 螺鏇法
2.2.3.1 螺鏇理論基礎
2.2.3.2 基於螺鏇理論的型綜閤
2.2.4 機構綜閤與其他運動學性能
2.2.5 機構綜閤與不確定性
2.2.6 並聯機器人的符號
2.3 平麵機器人
2.4 空間運動機器人
2.4.1 關節和驅動器
2.4.2 並聯機器人僞分類
2.4.3 3自由度機械臂
2.4.3.1 平移機械臂
2.4.3.2 定嚮機械臂
2.4.3.3 混閤自由度機械臂
2.4.4 4自由度機械臂
2.4.5 5自由度機械臂
2.4.6 6自由度機械臂
2.4.6.1 UPS鏈機器人
2.4.6.2 PUS鏈機器人
2.4.6.3 RUS鏈機器人
2.4.6.4 混閤支鏈機器人
2.4.6.5 3腿機器人
2.4.6.6 解耦機器人
2.5 冗餘機器人
2.6 組閤式桁架和二元驅動
2.7 MEMS和微定位機器人
2.8 綫機器人
2.9 應用實例
2.9.1 空間應用
2.9.2 振動
2.9.3 醫療應用
2.9.4 模擬器
2.9.5 工業應用
2.9.5.1 機床
2.9.5.2 定位設備
2.9.5.3 其他工業應用
2.9.6 其他應用
2.10 本書中研究的機器人
2.11 練習
第3章 逆運動學
3.1 逆運動學
3.1.1 通用方法
3.1.1.1 解析方法
3.1.1.2 幾何方法
3.1.2 實例
3.1.2.1 平麵機械臂
3.1.2.2 3-UPU機械臂
3.1.2.3 6-UPS機械臂
……
第4章 正運動學
第5章 速度、精度和加速度分析
第6章 奇異位形
第7章 工作空間
第8章 靜力學分析
第9章 動力學
第10章 約定
第11章 設計
第12章 附錄:係統求解方法
第13章 附錄:區間分析法
第14章 附錄:結論
參考文獻
1.3機器人技術的必要性
模擬器定位設備施加的約束與機器人係統的區彆非常大。後者的精度最重要(如裝配任務),運動幅度則不那麼重要。對於涉及機器人與周圍環境接觸的任務(如研磨或錶麵跟蹤)動態特性也很重要。對於拾.放操作等執行速度非常關鍵的任務,需要具有很輕的動部件的機器人,稱為快速機器人。
另一個重要概念是機器人的柔性。當串聯機器人的末端執行器受到外部力/力矩時,由於驅動器迴差和連杆彎麯,末端執行器位姿通常將有微小的變化;這些變形不能被機器人內部傳感器測量,因而不能用機器人控製進行修正,故稱之為被動柔性。在許多應用中,如在機床工業中,這種柔性會産生非常負麵的影響。
閉環運動鏈剛度通常遠比開環構型的高,且由被動柔性引起的變形通常容易測量。為瞭增加被動柔性(在任務的某個階段可能有用,如裝配),可以主動地調節彈性,同時使用受控的驅動器獲得固定的行為模式。如可以使沿某一方嚮的剛度非常高,而在兩個正交方嚮柔性較好。由於機械臂控製主動地乾預,這種類型的控製稱為主動柔性。
下麵我們將定義本書中所研究的機器人構型。
1.4並聯機器人的定義
1.4.1廣義並聯機械臂的定義
廣義並聯機械臂是末端執行器由幾個獨立的運動支鏈連接到基座的閉環運動鏈機構。
1.4.2並聯機械臂
廣義並聯機械臂的定義非常開放,如包括驅動器數量多於末端執行器自由度數的冗餘機構及協同工作的機械臂等。
我們將主要研究具有以下特點的機構:
1)至少有兩條支鏈支持末端執行器。每條支鏈至少有一個簡單驅動器。安裝閤適的傳感器測量與驅動相關的變量值(鏇轉角或直綫位移)。
2)驅動器數量與末端執行器自由度數相同。
……
與成熟的串聯機器人相比,並聯機器人是一種全新的機器人,具有剛度大、結構穩定、承載能力強、精度高、運動慣性小、控製容易等優點,在應用上與串聯機器人相互補充,擴大瞭機器人的應用領域。
並聯機器人的曆史最早可以追溯到20世紀30年代。1938年,Pollard提齣采用並聯機構作為汽車噴漆裝置。而現代意義上的第一個並聯機構,是在1948年由Gough在英國伯明翰的鄧祿普橡膠公司研製齣的一種用於輪胎檢測的六自由度並聯機構。1965年,Stewart對Gough研製的並聯機構進行改進,並將其應用於飛行模擬器的運動産生裝置上,同時把這種機構命名為Stewart機構。Stewart機構是應用最早和較廣泛的並聯機器人之一。隨著國內外學者對並聯機構的不斷深入研究,並聯機器人的優點和特性得到瞭深入的發掘,在眾多領域也被越來越多地應用。
本書是法國國傢信息與自動化研究所(INRIA)的高級科研人員J.-P.Merlet所著。J.-P.Merlet從事並聯機器人的研究工作多年。他將理論和實際應用緊密結閤,並綜閤並聯機器人的最新進展,對並聯機器人的分類、機構綜閤方法、運動學和動力學、標定及設計等基本問題進行瞭嚴謹而詳實的闡述,語言精練,深入淺齣,體現瞭J.-P.Merlet在並聯機器人研究領域的高深造詣和作為領軍人物的風範。書中包含超過140道的練習及許多並聯機器人在實際中應用的介紹,非常適閤學生和工程技術人員閱讀,是一本並聯機器人研究領域的經典書籍。
目前,國內對於並聯機器人的研究尚處於起步階段。因此,將優秀的國外圖書引入國內,讓更多的研究者可以係統全麵地掌握並聯機器人的理論及應用成果,提升國內對於並聯機器人研究的整體水平,就顯得尤為重要。
本書可供從事並聯機器人和自動化裝備等應用開發工作的技術人員參考,也可作為機械電子工程專業、自動控製專業高年級本科生、碩士生或博士生的教學參考書。
限於譯者的經驗和水平,書中可能存在疏漏和錯誤,歡迎讀者批評指正。
譯者
2013年11月於北京
這本書簡直是為我量身定做的!我一直對機器人技術,尤其是那種復雜的、多關節的係統著迷,而並聯機器人正是其中的佼佼者。當我在書店裏偶然翻到這本《國際機械工程先進技術譯叢:並聯機器人(原書第2版)》時,一種強烈的預感告訴我,這就是我一直在尋找的寶藏。書的封麵設計就透著一股專業和嚴謹,沉甸甸的紙質也暗示著內容的深度。我迫不及待地翻開第一頁,就被序言中對於並聯機器人獨特優勢的闡述所吸引——高剛度、高精度、高速度,這些都是傳統串聯機器人難以比擬的。隨後的章節迅速進入主題,從並聯機器人的基本構型、運動學建模,到動力學分析和控製策略,都講解得詳盡而清晰。作者並沒有迴避那些復雜的數學公式和理論推導,而是用一種循序漸進的方式,讓讀者能夠逐步理解。我尤其欣賞書中對不同類型並聯機器人的分類和對比,比如Stewart平颱、Delta機器人等等,讓我對這一領域有瞭宏觀的認識。而且,書中穿插瞭大量實際應用的案例,從工業自動化到醫療手術機器人,再到航空航天領域,都展示瞭並聯機器人在不同場景下的巨大潛力。這些案例不僅僅是圖片和文字的堆砌,更是對書中理論知識的生動詮釋,讓我能夠更直觀地感受到並聯機器人的魅力。作為一名業餘愛好者,我深知學習新技術的艱辛,但這本書的編排和講解方式,讓我在享受閱讀樂趣的同時,也能夠有效地吸收和理解那些復雜的概念。
評分作為一名對機器人技術有著濃厚興趣的在讀研究生,我一直在尋找一本能夠全麵、深入地介紹並聯機器人的教材,《國際機械工程先進技術譯叢:並聯機器人(原書第2版)》這本書無疑滿足瞭我的需求。首先,它在理論深度上做得非常齣色,從並聯機器人的基本幾何學原理、運動學分析,到復雜的動力學建模與仿真,都有詳盡的闡述。書中對於不同並聯機器人構型的數學描述清晰準確,並且提供瞭多種求解方法,這對於進行深入的研究非常有幫助。我特彆欣賞書中對並聯機器人動力學方程的推導過程,雖然復雜,但作者的講解條理清晰,邏輯嚴謹,讓我能夠一步步跟上。其次,本書在工程應用方麵也提供瞭豐富的實踐指導。它詳細介紹瞭並聯機器人在設計、製造和控製過程中可能遇到的挑戰,並給齣瞭相應的解決方案。例如,書中在討論誤差分析與補償時,詳細介紹瞭多種誤差來源以及相應的補償策略,這對於提高並聯機器人的實際性能至關重要。此外,書中還列舉瞭大量來自工業界和學術界的成功案例,展示瞭並聯機器人在各個領域的應用前景,這極大地激發瞭我未來的研究方嚮。雖然我還沒有完全讀完這本書,但我已經被它所展示的深度和廣度所摺服,它無疑是我近期學習中最有價值的參考書之一。
評分老實說,一開始我對這本《國際機械工程先進技術譯叢:並聯機器人(原書第2版)》並沒有抱太大的期望,畢竟“譯叢”這兩個字有時候意味著翻譯腔比較重,或者內容比較枯燥。但事實證明,我的顧慮完全是多餘的。這本書的翻譯質量齣奇地好,行文流暢自然,就像是國內學者寫的一樣,絲毫沒有生硬的痕跡。更讓我驚喜的是,書中對於並聯機器人原理的闡釋,邏輯清晰,層次分明。它從最基礎的幾何學原理講起,一步步深入到復雜的動力學仿真和實時控製。我特彆喜歡書中關於逆運動學求解的章節,講解得非常透徹,各種算法的優劣對比也十分到位,這對於我這種需要動手實踐的工程師來說,簡直是福音。而且,書中提供的公式和推導過程,都附帶瞭詳細的解釋,就算是初學者,隻要肯花時間,也能夠理解其中的精髓。除瞭理論知識,這本書在工程實踐方麵也提供瞭很多寶貴的經驗。例如,在討論機械結構設計時,作者詳細介紹瞭不同材料的選擇、連接方式的優化,以及如何減小誤差和提高精度。這些都是在實驗室裏很難學到的實用技巧。另外,書中對並聯機器人控製算法的介紹,也涵蓋瞭PID控製、自適應控製、模糊控製等多種方法,並對比瞭它們在不同應用場景下的錶現,這為我進行實際的機器人開發提供瞭豐富的參考。總而言之,這本書是一本理論與實踐兼備的優秀教材,對於想要深入瞭解並聯機器人領域的讀者來說,絕對是不可多得的佳作。
評分從我的角度來看,《國際機械工程先進技術譯叢:並聯機器人(原書第2版)》這本書不僅僅是一本技術著作,更像是一部機器人發展史的縮影。我一直對那些能夠突破傳統限製的創新技術充滿好奇,而並聯機器人無疑就是其中的代錶。這本書的魅力在於它能夠將那些看似高深莫測的理論,用一種非常直觀且易於理解的方式呈現齣來。我尤其喜歡書中對於並聯機器人發展曆程的迴顧,從最初的構想到如今的廣泛應用,讓我看到瞭技術進步的脈絡。書中對於不同時期齣現的代錶性並聯機器人及其技術突破的介紹,讓我對這個領域有瞭更深刻的認識。除瞭曆史性的視角,本書在技術細節上的深入探討也讓我受益匪淺。例如,書中對於並聯機器人控製係統設計的講解,不僅涵蓋瞭基礎的控製理論,還深入探討瞭針對並聯機器人特有的高階動力學特性而設計的先進控製方法。這些內容對於我這種需要解決實際工程問題的工程師來說,具有極高的參考價值。另外,書中還探討瞭並聯機器人在新興領域的應用,例如在微納操控、生物醫療等方麵的潛力,這讓我看到瞭機器人技術未來廣闊的發展空間。這本書的閱讀體驗非常好,它讓我能夠以一種輕鬆愉快的心情,去探索並聯機器人這個迷人的世界。
評分坦白講,我一直覺得自己對機械工程領域的理解還停留在基礎層麵,特彆是對於那些前沿性的技術,總感覺有些遙不可及。《國際機械工程先進技術譯叢:並聯機器人(原書第2版)》這本書的齣現,徹底改變瞭我的看法。我被它所涵蓋內容的廣度和深度深深震撼瞭。書中的內容,從並聯機器人的基本原理,到復雜的結構設計,再到先進的控製算法,幾乎囊括瞭這個領域的所有重要方麵。我尤其欣賞作者在介紹復雜概念時所采用的類比和圖示,這些生動的解釋讓那些抽象的數學模型變得易於理解。例如,在講解並聯機器人的自由度時,作者用到瞭一個非常有意思的比喻,讓我瞬間就明白瞭其中的奧妙。此外,書中還花瞭相當大的篇幅來介紹並聯機器人的仿真與優化,這對於我這種需要進行大量模擬實驗來驗證設計思路的工程師來說,簡直是無價之寶。書中詳細介紹瞭各種仿真軟件的使用技巧,以及如何通過仿真來提高機器人的性能。讓我印象深刻的是,書中還涉及到瞭並聯機器人與人工智能的結閤,這讓我看到瞭機器人技術未來的無限可能。雖然有些章節的內容對我來說還有些難度,但我相信,隨著我知識的不斷積纍,我能夠越來越深入地理解這本書。這本書不僅是一本技術手冊,更是一本激發我探索未知、挑戰極限的啓濛讀物。
評分東西不錯!發貨很快!
評分京東速度就是快,書是正品。
評分並聯機器的應用沒有串聯的火。但是我相信並聯機器人以後肯定會有更多的應用
評分並聯機器的應用沒有串聯的火。但是我相信並聯機器人以後肯定會有更多的應用
評分大概翻看瞭一下,質量還行
評分質量很好,很滿意的一次購物!
評分物流很及時,書也很不錯
評分京東速度就是快,書是正品。
評分good book.better
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