机器人学及其智能控制 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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郭彤颖，安冬 编

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115361585

版次：1

商品编码：11529371

包装：平装

丛书名： 21世纪高等院校电气工程与自动化规划教材

开本：16开

出版时间：2014-08-01

用纸：胶版纸

页数：204

正文语种：中文

内容简介

　　机器人学是一门高度交叉的前沿学科，引起了机械学、生物学、人类学、计算机科学、控制科学与工程、电子工程学、人工智能、社会学等不同专业背景学者的广泛兴趣，学者们对其进行了深入研究。本书共分12章，系统地介绍了机器人的基本组成、工作原理和应用实例，内容涉及机器人技术的发展简史、工业机器人的运动学和动力学、机器人控制技术、用于机器人的各种传感器、机器人轨迹规划、移动机器人的定位与导航，以及机器人在工业领域和服务领域的应用。
　　本书既可作为高等院校控制、检测、电工、机电一体化、计算机应用及其他相关专业高年级本科生和研究生的教材，也可以作为广大从事控制或检测，以及正在学习机器人的工程师和技术人员的工具书或者培训教材。

内页插图

目录

基础知识篇

第1章　绪论　1
1．1　机器人的基本概念与发展历程　1
1．1．1　机器人的基本概念　1
1．1．2　机器人的发展历程　2
1．2　机器人的分类　4
1．3　机器人的系统组成及技术参数　5
1．3．1　机器人系统的基本组成　5
1．3．2　机器人的技术参数　6
习题　8

第2章　机器人的运动机构与执行机构　9
2．1　常见运动机构　9
2．1．1　直线运动机构　9
2．1．2　旋转运动机构　11
2．1．3　减速运动机构　13
2．2　工业机器人常见运动形式　16
2．3　移动机器人常见的移动机构　18
2．4　机器人执行机构　23
2．4．1　液压驱动　23
2．4．2　气压驱动　25
2．4．3　电气驱动　26
习题　28

第3章　机器人的感知系统　29
3．1　传感器概述　29
3．1．1　机器人对传感器的要求　29
3．1．2　常用传感器的特性　30
3．1．3　机器人传感器的分类　32
3．2　常用内部传感器　33
3．2．1　位置传感器　33
3．2．2　速度传感器　36
3．2．3　加速度传感器　38
3．2．4　倾斜角传感器　39
3．2．5　力觉传感器　40
3．3　常用外部传感器　42
3．3．1　视觉传感器　42
3．3．2　触觉传感器　45
3．3．3　接近度传感器　48
3．4　焊接机器人传感器系统　52
3．4．1　电弧传感系统　52
3．4．2　超声传感跟踪系统　54
3．4．3　视觉传感跟踪系统　56
3．5　装配机器人传感器系统　58
3．5．1　位姿传感器　58
3．5．2　柔性腕力传感器　61
3．5．3　工件识别传感器　62
3．5．4　装配机器人视觉传感技术　64
3．5．5　多传感器信息融合装配机器人　65
习题　66

第4章　机器人的控制系统　67
4．1　机器人控制系统及其功能　67
4．2　PUMA560机器人控制系统的硬件组成　68
4．3　机器人控制器的软件组成　69
4．4　常用编程语言　71
4．5　几种典型的机器人控制系统举例　74
4．5．1　PUMA562机器人控制系统　74
4．5．2　FANAC机器人控制系统　81
习题　82

工业机器人篇

第5章　机器人的运动学　83
5．1　机器人位置与姿态的描述　83
5．2　坐标变换　86
5．3　齐次坐标变换　87
5．4　机器人正向运动学　91
5．4．1　正向运动方程的变换矩阵　91
5．4．2　正向运动方程的求解　94
5．5　机器人逆向运动学　99
5．5．1　逆向运动学问题的多解性与可解性　99
5．5．2　逆向运动方程的求解　99
5．6　机器人的雅可比矩阵　108
5．6．1　微分运动　108
5．6．2　雅可比矩阵　111
习题　116

第6章　机器人的动力学　117
6．1　刚体动力学　117
6．2　机器人动力学建模　120
6．2．1　n自由度机器人操作臂动力学方程　120
6．2．2　机器人操作臂动力学方程系数的简化　123
6．2．3　考虑非刚体效应的动力学模型　124
6．3　动力学仿真　125
习题　125

第7章　工业机器人的常用控制方法　126
7．1　工业机器人控制的特点及分类　126
7．1．1　工业机器人控制的特点　126
7．1．2　工业机器人控制的分类　127
7．2　机器人的位置控制　127
7．2．1　基于直流伺服电动机的单关节控制　127
7．2．2　基于交流伺服电动机的单关节控制　130
7．2．3　操作臂的多关节控制　132
7．3　机器人的力控制　132
7．3．1　质量-弹簧系统的力控制　133
7．3．2　力/位混合控制　134
7．4　机器人的现代控制技术　136
7．4．1　机器人的自适应控制　136
7．4．2　机器人的滑模变结构控制　141
7．5　机器人的智能控制技术　144
7．5．1　机器人的学习控制　144
7．5．2　机器人的模糊控制　146
习题　148

第8章　工业机器人的轨迹规划　149
8．1　机器人轨迹规划　149
8．1．1　关节空间描述与直角坐标空间描述　149
8．1．2　轨迹规划的基本原理　150
8．2　关节空间的轨迹规划　152
8．3　直角坐标空间的轨迹规划　158
习题　160

移动机器人篇

第9章　移动机器人概述　161
9．1　移动机器人的体系结构　161
9．1．1　分层递阶式体系结构　161
9．1．2　反应式体系结构　162
9．1．3　混合式体系结构　163
9．2　移动机器人的运动学模型　163
习题　165

第10章　移动机器人的定位与导航　166
10．1　移动机器人的定位　166
10．2　环境地图的表示　167
10．3　移动机器人的路径规划　169
10．4　移动机器人的导航　172
10．4．1　移动机器人的导航方式　172
10．4．2　基于多传感器信息融合的移动机器人导航　173
10．4．3　基于混合方法的移动机器人导航　173
10．4．4　导航技术的应用　173
习题　174

应用篇

第11章　工业机器人应用实例　175
11．1　工业机器人的应用范围　175
11．2　机器人的总体设计　175
11．2．1　系统分析　175
11．2．2　技术设计　177
11．3　焊接机器人　178
11．3．1　弧焊机器人　178
11．3．2　点焊机器人　181
11．4　喷漆机器人　183
11．4．1　液压喷漆机器人　184
11．4．2　电动喷漆机器人　185

第12章　移动机器人应用实例　187
12．1　概述　187
12．2　自动导引车的导引方式　188
12．3　自主循迹机器人　190
12．3．1　摄像头工作原理　190
12．3．2　边缘检测算法　191
12．3．3　双峰边缘跟踪算法　191
12．3．4　路径识别　191
12．3．5　控制方法　192

附录　有关术语英汉对照　193
参考文献　203

前言/序言

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此外，与TCP和UDP模块直接接口的应用程序必须（至少部分地）驻留在像TCP/IP协议栈这样的进程中。这应归结于回调函数不能跨进程调用的事实（译者注：这里的意思是函数只能在进程内调用，不允许一个进程去调用另外一个进程的函数）。这即有优点也有缺点。优点是既然应用程序和TCP/IP协议栈驻留在同一个进程中，那么发送和接收数据就不再产生进程切换。主要缺点是应用程序不能使自己陷入长期的连续运算中，这样会导致通讯性能下降，原因是TCP/IP处理与连续运算是不能并行发生的。这个缺点可以通过把应用程序分为两部分来克服，一部分处理通讯，一部分处理运算。通讯部分驻留在TCP/IP进程，进行大量运算的部分放在一个单独的进程。将在下一节介绍的LwIP API提供了以这样一种方式分割应用程序的构造方法。

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由BSD提供的高级别的Socket API（Socket：一个通过标准UNIX 文件描述符和其他程序通讯的方法，可以认为Socket就是一个插座，用于网络的时候，Socket提供一个网络插口，远程终端的连接请求可以当做是一条延伸的虚拟电缆需要找到一个可以连接的插座，当虚拟电缆插到这个插口上，通讯链路就建立了，译者注）不适合用于受限系统的TCP/IP实现，特别是BSD Socket需要将要发送的数据从应用程序复制到TCP/IP协议栈的内部缓冲区。复制数据的原因是应用程序与TCP/IP协议栈通常驻留在不同的受保护空间。大多数情况是应用程序是一个用户进程，而TCP/IP协议栈则驻留在操作系统内核。通过避免额外的复制操作，API的性能可以大幅度提升。同样，为了复制数据，系统还需要为此分配额外的内存，这样每一个信息包都需要使用双倍的内存。

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12 应用程序接口

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