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第一章 概述 1

1.1 机器人与自动化 2

1.2 机器人的应用 4

1.3 机器人机构 6

1.4 机器人规格 12

习题 14

第二章 位姿描述和齐次变换 15

2.1 刚体位姿描述 15

2.2 坐标变换 16

2.3 齐次坐标和齐次变换 18

2.4 齐次变换矩阵的运算 20

2.5 变换方程 22

2.6 欧拉角与RPY角 23

2.7 旋转变换通式 26

2.8 自由矢量的变换 29

习题 30

第三章 操作臂运动学 32

3.1 连杆参数和连杆坐标系 32

3.3 XHK5140换刀机械手运动学方程 35

3.2 连杆变换和运动学方程 35

3.4 PUMA560机器人运动学方程 39

3.5 PUMA560机器人运动学反解 43

3.6 腕部三轴相交时的封闭解 46

3.7 运动学反解的有关问题 48

3.8 关节空间和操作空间 50

习题 51

第四章 操作臂的雅可比 55

4.1 雅可比矩阵的定义 55

4.2 微分运动和广义速度 56

4.3 雅可比矩阵的构造法 57

4.4 PUMA560的雅可比 59

4.5 力雅可比 61

4.6 奇异性和灵巧度 62

4.7 刚度和变形 65

4.8 误差标定和补偿 67

习题 69

第五章 操作臂动力学 72

5.1 连杆的速度和加速度分析 72

5.2 连杆静力学分析 77

5.3 牛顿－欧拉递推动力学方程 78

5.4 关节空间和操作空间动力学 82

5.5 动力学性能指标 84

5.6 动力学优化设计 86

5.7 拉格朗日动力学 89

5.8 操作臂的动力学建模和仿真 92

习题 92

第六章 轨迹规划 94

6.1 轨迹规划的一般性问题 94

6.2 关节轨迹的插值 95

6.3 笛卡尔空间规划方法 103

6.4 四元数与直线轨迹规划 109

6.5 轨迹的实时生成 113

6.6 基于动力学模型的轨迹规划 115

习题 116

第七章 操作臂的控制 118

7.1 引言 118

7.2 单关节的线性模型和控制 118

7.3 控制规律的分解 123

7.4 操作臂的非线性控制 126

7.6 控制中的实际问题 129

7.5 操作臂的多关节控制 129

7.7 工业机器人控制系统 133

7.8 基于直角坐标的控制 134

7.9 操作臂的力控制 136

7.10 李亚普诺夫稳定性分析 141

习题 143

第八章 机器人语言和离线编程 146

8.1 机器人语言概述 146

8.2 机器人语言结构 148

8.3 VAL语言 151

8.4 机器人语言的有关问题 155

8.5 离线编程系统的特点和要求 156

8.6 离线编程系统的组成 158

8.7 离线编程和仿真系统HOLPSS 164

8.8 离线编程系统的发展和拓广 166

习题 169

附录一 机器人技术基础编程实验 170

附录二 有关术语英－汉对照 172

参考文献 174