从头开始学机器人操作臂

图书信息

作者：于靖军,王巍,蔡月日编著编

出版社：化学工业出版社

定价：89.00

ISBN：9787122465795

出版时间：2025-07-01

分类：图书,行业职业,工业技术,机械工程

商品介绍

目录

第1章初识操作臂001

1.1操作臂的起源与发展002

1.2操作臂的组成004

1.3操作臂的性能指标007

1.4操作臂的典型应用010

习题013

第2章操作臂机构014

2.1基本组成015

2.2手臂机构017

2.3手腕机构020

2.4机器人手爪022

2.5操作臂机构的构型设计025

2.6操作臂的自由度029

习题033

第3章单轴伺服系统034

3.1操作臂关节单元的结构组成035

3.2直流电机及其驱动器048

3.3机器人关节用直流电机控制的基本原理054

3.4机器人关节用直流电机的开环控制056

3.5单自由度转臂的闭环控制065

3.6单轴直线运动系统的结构及控制简介076

习题085

第4章操作臂的位姿描述与变换087

4.1操作臂的位姿描述088

4.2坐标映射095

4.3运动算子100

4.4连续变换方程105

4.5其他姿态描述方法110

习题115

第5章操作臂运动学基础117

5.1运动学求解的基本原理及方法118

5.2D-H参数法与串联机器人位姿求解121

5.3位形描述与工作空间133

习题135

第6章速度与静力雅可比136

6.1广义速度矢量139

6.2速度雅可比的定义与求解144

6.3串联机器人的静力雅可比156

6.4伴随变换158

6.5串联机器人的性能分析与评价161

习题166

第7章操作臂轨迹规划169

7.1轨迹规划中的一般概念170

7.2常见运动曲线176

7.3关节空间的轨迹生成与插补186

7.4笛卡儿空间的轨迹生成与插补191

7.5轨迹生成与运动控制原理197

7.6机器人示教及离线编程201

习题205

第8章操作臂多轴运动控制器206

8.1操作臂运动控制系统组成207

8.2多轴运动控制系统的硬件原理209

8.3多轴运动控制系统中的软件模块213

8.4独立关节PID运动控制器216

8.5PID控制器的离散化219

8.6多轴运动控制器应用实例：精密扫描平台的运动

伺服控制224

习题229

第9章操作臂动力学建模230

9.1质量与惯性张量231

9.2操作臂动力学建模236

9.3操作臂驱动空间的动力学模型243

9.4操作臂操作空间的动力学模型249

习题252

第10章基于动力学的操作臂运动控制253

10.1机器人控制问题概述254

10.2分散运动控制257

10.3误差动力学方程265

10.4基于逆动力学模型的运动控制274

10.5基于操作空间动力学模型的运动控制简介280

习题285

参考文献286

内容简介

本书围绕串联操作臂的运动与控制基本原理，着重介绍与机器人机构、运动学、动力学与规划、控制等相关的基础知识。全书共10章，包含初识操作臂、操作臂机构、单轴伺服系统、操作臂的位姿描述与变换、操作臂运动学基础、速度与静力雅可比、操作臂轨迹规划、操作臂多轴运动控制器、操作臂动力学建模和基于动力学的操作臂运动控制等内容。

本书遵从先总（体） 后分（部） 的编写架构，采用经典机器人教科书常用的“建模—规划—控制—交互”的逻辑体系，力求讲解思路清晰、语言通俗易懂、编排图文并茂、知识重点突出。

本书可作为机器人工程及相关专业本科高年级和研究生入门级教材，也可供企业和科研院所的工程技术人员学习参考。

作者简介

无

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1、只涉及到高等数学、线性代数、理论力学、机械原理、自动控制原理等先修课程的基础知识，适用于机器人工程和机械工程等专业本科生层次，即便是应用型本科甚至高职高专的高年级学生也可读懂。

2、侧重基本概念、经典理论和方法的详细阐述，辅以简单机器人（2-4自由度的操作臂）案例分析。从知识体系构建方面，采用了先总（体）、后（部）分的架构，同时沿袭了经典机器人教科书常用的建模-规划-控制-交互知识分解体系。

3、力求讲解思路清晰、语言通俗易懂、编排图文并茂、知识重点突出，旨在打造成一本经典的机器人专业入门级教材。