機器人控制技術

前言
第1章緒論
1.1機器人的定義及發(fā)展歷史
1.1.1什么是機器人
1.1.2為什么要制造機器人
1.1.3機器人的發(fā)展歷史
1.2機器人的結構與分類
1.2.1機器人的結構
1.2.2機器人的分類
1.3機器人控制的基本要求
1.3.1機器人控制的主要內(nèi)容
1.3.2機器人控制的學習要求
習題
第2章機器人的本體
2.1機器人的機械
2.1.1上肢——臂部、腕部、手部
2.1.2下肢——移動機構
2.1.3軀干——機身
2.1.4關節(jié)——傳動機構
2.2機器人的硬件
2.2.1處理控制系統(tǒng)
2.2.2驅(qū)動器系統(tǒng)
2.2.3傳感器系統(tǒng)
2.3機器人的電源系統(tǒng)
2.3.1電池的種類
2.3.2直流穩(wěn)壓電源
2.3.3充電裝置
2.4機器人機械制作實例
2.4.1智能小型足球機器人二輪機械結構制作實例
2.4.2智能小型足球機器人四輪全向移動機械設計實例
2.4.3智能中型足球機器人的機械設計實例
習題
第3章機器人的信息獲取
3.1機器人的傳感器
3.1.1常用傳感器
3.1.2特殊傳感器
3.1.3傳感器應用實例
3.2機器人的信息處理
3.2.1常用的數(shù)字濾波方法
3.2.2小波變換在數(shù)字濾波中的應用
3.3機器視覺
3.3.1機器視覺的組成
3.3.2機器視覺的工作原理
3.3.3機器視覺應用實例
習題
第4章機器人的底層控制
4.1電動機的選擇與慣量計算
4.1.1電動機選擇
4.1.2步進電動機
4.1.3舵機與轉向控制
4.1.4慣量計算實例
4.2典型驅(qū)動PWM
4.2.1典型驅(qū)動
4.2.2PWM驅(qū)動原理
4.2.3PWM驅(qū)動機器人實例
4.3運動控制與PID
4.3.1電動機正反轉分析
4.3.2經(jīng)典PID控制
4.4智能PID參數(shù)整定
4.5機器人底層控制設計實例
4.5.1智能小型足球機器人的底層控制設計實例
4.5.2智能中型足球機器人的底層控制設計實例
習題
第5章機器人的運動分析
5.1輪式機器人的空間描述和坐標變換
5.1.1位置方位表示與坐標系描述
5.1.2平移和旋轉坐標系
5.1.3機器人運動模型
5.1.4齊次變換及運算
5.1.5機器人傳感器的觀測模型
5.2運動學建模
5.2.1機器人坐標系
5.2.2雙輪差速移動機器人運動學建模實例
5.2.3全方位移動機器人運動學建模實例
5.3動力學建模
5.3.1雙輪差速移動機器人動力學模型
5.3.2全方位移動機器人動力學模型
5.4舞動的機器臂——工業(yè)機器人
5.4.1剛體的描述
5.4.2坐標變換
5.5機器人運動學方程的建立
5.5.1連桿參數(shù)和連桿坐標系
5.5.2連桿變換
5.6六自由度機械臂運動分析實例
5.6.1機械臂運動方程的建立
5.6.2運動學逆解的求解方法
5.6.3運動學逆解的實驗驗證
習題
第6章機器人的路徑規(guī)劃
6.1機器人路徑規(guī)劃方法
6.1.1離線路徑規(guī)劃
6.1.2在線路徑規(guī)劃
6.2智能規(guī)劃
6.2.1柵格建模法
6.2.2人工勢場法
6.2.3遺傳算法
6.2.4神經(jīng)網(wǎng)絡算法
6.3機器人路徑規(guī)劃改進與實例
6.3.1人工勢場法的改進與實例
6.3.2遺傳算法的改進
習題
第7章機器人的上層控制
7.1機器人操作系統(tǒng)概述
7.1.1ROS的基本介紹
7.1.2ROS系統(tǒng)架構
7.1.3ROS系統(tǒng)工具
7.1.4ROS的安裝與回顧
7.2ROS的應用舉例
7.2.1控制移動底座
7.2.2導航、路徑規(guī)劃和SLAM
7.2.3語音識別及語音合成
7.2.4機器人的視覺系統(tǒng)
習題
第8章發(fā)展與展望
8.1機器人的發(fā)展與展望
8.2機器人的應用舉例與展望
8.2.1老牌制造業(yè)大國德國的“新兵”
8.2.2日本服務型機器人嶄露頭角
8.2.3在手術臺上大顯身手的英國“機器人醫(yī)生”
8.2.4機器人的未來面向家庭
8.2.5機器人離我們還有多遠
8.3機器人控制技術的發(fā)展
8.3.1機器人技術的發(fā)展
8.3.2機器人控制技術的發(fā)展與展望
8.4機器人的情感與倫理展望
習題
參考文獻