导语

  

内容提要

  

    本书系统地介绍了机器人学的基础理论知识，重心放在机器人机构、规划与控制3个方面，为机器人学的入门教材，可纳入机器人导论的范畴。
    全书以现代数学分支之一——旋量理论为工具和桥梁，衔接全书知识体系。这既是书名定为现代机器人学的主要依据，也是本书区别于其他机器人导论类教材的重要特征。
    全书总共13章。第1章为绪论；第2章主要介绍与机器人机构有关的若千基本概念；第3章作为全书的理论基础，详细讨论如何应用旋量理论构建刚体运动模型；第4～7章主要讲述有关机器人运动学方面的基础内容，包括开链机器人正向运动学（第4章）、一阶运动学与静力学（第5章）、逆运动学（第6章）和闭链机器人运动学（第7章）；第8～11章主要讲述有关机器人动力学、规划与控制方面的基础内容，包括开链机器人动力学建模（第8章）、轨迹生成（第9章）与运动规划算法（第10章）以及经典的机器人控制方法（第11章）；第12～13章主要介绍机器人的两种典型形态——操作手与移动机器人的基础知识与原理。此外，本书还提供4个附录作为正文的补充，包括书中的重要公式、刚体姿态描述方法、D-H参数法以及优化算法等。
    本书可作为机器人工程专业本科生或研究生教材，也可作为相关科研人员与工程技术人员的参考用书。

译者序
序一
序二
前言
作译者简介
第1章  绪论
第2章  位形空间
  2.1  刚体的自由度
  2.2  机器人的自由度
  2.3  位形空间：拓扑与表达
  2.4  位形与速度约束
  2.5  任务空间与工作空间
  2.6  本章小结
  2.7  推荐阅读
  习题
第3章  刚体运动
  3.1  平面内的刚体运动
  3.2  旋转与角速度
  3.3  刚体运动与运动旋量
  3.4  力旋量
  3.5  本章小结
  3.6  软件
  3.7  推荐阅读
  习题
第4章  正向运动学
  4.1  指数积公式
  4.2  通用机器人的描述格式
  4.3  本章小结
  4.4  软件
  4.5  推荐阅读
  习题
第5章  一阶运动学与静力学
  5.1  机器人雅可比
  5.2  开链机器人的静力学
  5.3  奇异性分析
  5.4  可操作度
  5.5  本章小结
  5.6  软件
  5.7  推荐阅读
  习题
第6章  逆运动学
  6.1  逆运动学的解析求解
  6.2  逆运动学的数值求解
  6.3  逆向速度运动学
  6.4  有关闭环的一点说明
  6.5  本章小结
  6.6  软件
  6.7  推荐阅读
  习题
第7章  闭链运动学
  7.1  正、逆运动学
  7.2  微分运动学
  7.3  奇异
  7.4  本章小结
  7.5  推荐阅读
  习题
第8章  开链动力学
  8.1  拉格朗日方程
  8.2  单刚体动力学
  8.3  牛顿-欧拉逆动力学
  8.4  封闭形式的动力学方程
  8.5  开链机器人的正向动力学
  8.6  任务空间中的动力学
  8.7  受约束动力学
  8.8  URDF中的机器人动力学
  8.9  驱动、传动和摩擦
  8.10  本章小结
  8.11  软件
  8.12  推荐阅读
  习题
第9章  轨迹生成
  9.1  定义
  9.2  点到点的轨迹
  9.3  多项式中间点的轨迹
  9.4  时间最优的时间标度
  9.5  本章小结
  9.6  软件
  9.7  推荐阅读
  习题
第10章  运动规划
  10.1  运动规划概述
  10.2  基础知识
  10.3  完整路径规划器
  10.4  网格方法
  10.5  采样方法
  10.6  虚拟势场
  10.7  非线性优化
  10.8  平滑
  10.9  本章小结
  10.10  推荐阅读
  习题
第11章  机器人控制
  11.1  控制系统概述
  11.2  误差动力学
  11.3  速度输入的运动控制
  11.4  力或力矩输入的运动控制
  11.5  力控制
  11.6  运动-力混合控制
  11.7  阻抗控制
  11.8  底层的关节力/力矩控制
  11.9  其他议题
  11.10  本章小结
  11.11  软件
  11.12  推荐阅读
  习题
第12章  抓握和操作
  12.1  接触运动学
  12.2  接触力和摩擦力
  12.3  操作
  12.4  本章小结
  12.5  推荐阅读
  习题
第13章  轮式移动机器人
  13.1  轮式移动机器人的类型
  13.2  全向轮式移动机器人
  13.3  非完整轮式移动机器人
  13.4  里程计测距
  13.5  移动操作
  13.6  本章小结
  13.7  推荐阅读
  习题
附录A  重要公式汇总
附录B  转动的其他表示方法
附录C  D-H参数法
附录D  优化和拉格朗日乘子
参考文献
索引