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内容大纲
本书以机器人的发展和进化为线索,聚焦于传统和先进机器人的基础理论和研究方法。在阐述机器人相关理论的基础上,以实际机器人系统为案例进行分析,并配备了仿真或实验所需的源代码和教程,帮助读者深入了解先进机器人系统的建模与控制方法。本书重点介绍刚性全驱动机器人、欠驱动机器人、柔性机器人、气动软体机器人和智能材料软体机器人五类机器人系统,主要内容包括:机器人的定义和发展、自由度和刚性的概念、机器人的基本运动学和动力学建模、柔性梁理论、迟滞非线性、机器人的基本控制思路、全驱动机器人的位置控制及阻抗控制、垂直欠驱动机器人的摇起控制、平面欠驱动机器人的平衡控制、柔性关节机器人和柔性连杆机器人的建模与控制、气动软体机器人的建模和末端位置控制以及轨迹跟踪控制、基于介电弹性体和液晶弹性体的软体机器人驱动器的建模与控制。
本书可作为普通高校机器人、自动化、智能制造等专业高年级本科生和研究生的教材,也可供相关行业的研究人员参考学习。 -
作者介绍
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目录
前言
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 机器人的结构与特征
1.2.1 机器人的基本结构
1.2.2 机器人的自由度
1.2.3 机器人材料的刚度
1.3 从刚性机器人到软体机器人
1.3.1 基于刚度的机器人分类
1.3.2 刚性机器人
1.3.3 柔性机器人
1.3.4 软体机器人
1.4 机器人的典型应用
本章小结
习题
参考文献
第2章 机器人基础
2.1 引言
2.2 机器人的建模基础
2.2.1 机器人运动学模型
2.2.2 机器人动力学模型
2.3 柔性机器人的振动及其建模
2.3.1 柔性机器人的弯曲形变
2.3.2 柔性梁理论基础
2.4 软材料的迟滞及其建模
2.4.1 软材料的迟滞非线性
2.4.2 迟滞的机理建模法
2.4.3 迟滞的唯象建模法
2.5 机器人的基本控制方法
2.5.1 前馈控制
2.5.2 PID控制
2.5.3 智能控制
本章小结
习题
参考文献
第3章 全驱动机器人
3.1 引言
3.2 全驱动机器人末端的位置控制
3.2.1 关节空间下的末端位置控制
3.2.2 任务空间下的末端位置控制
3.2.3 机器人末端的位置控制案例
3.3 全驱动机器人末端的阻抗控制
3.3.1 阻抗模型
3.3.2 阻抗控制器设计
3.3.3 机器人末端的阻抗控制案例
本章小结
习题
参考文献
第4章 欠驱动机器人
4.1 引言
4.2 垂直欠驱动机器人控制
4.2.1 运动空间划分
4.2.2 近似线性化与平衡控制器设计
4.2.3 摇起控制器设计
4.2.4 垂直两连杆欠驱动机器人控制案例
4.3 平面欠驱动机器人控制
4.3.1 运动状态约束
4.3.2 目标角度计算
4.3.3 驱动关节控制器设计
4.3.4 平面两连杆欠驱动机器人控制案例
本章小结
习题
参考文献
第5章 柔性机器人
5.1 引言
5.2 柔性机器人建模
5.2.1 柔性关节机器人建模
5.2.2 柔性连杆机器人建模
5.3 柔性机器人控制
5.3.1 柔性关节机器人控制
5.3.2 柔性关节机器人控制案例
5.3.3 柔性连杆机器人控制
5.3.4 柔性连杆机器人控制案例
本章小结
习题
参考文献
第6章 气动软体机器人
6.1 引言
6.2 气动软体机器人基础
6.2.1 气动软体机器人的设计
6.2.2 气动软体机器人的制作
6.2.3 气动软体机器人的控制平台组成
6.2.4 气动软体机器人的动态特性
6.3 气动软体驱动器建模
6.3.1 半物理半唯象建模
6.3.2 改进三元模型及参数辨识
6.4 气动软体驱动器控制
6.4.1 波纹管型气动软体驱动器末端位置控制案例
6.4.2 驱动器末端轨迹跟踪控制案例
本章小结
习题
参考文献
第7章 智能材料软体机器人
7.1 引言
7.2 智能材料软体机器人基础
7.2.1 介电弹性体驱动器
7.2.2 液晶弹性体驱动器
7.3 介电弹性体驱动器建模与控制
7.3.1 介电弹性体驱动器唯象建模
7.3.2 介电弹性体驱动器前馈-反馈复合控制
7.3.3 介电弹性体驱动器控制案例
7.4 液晶弹性体驱动器建模与控制
7.4.1 光驱动液晶弹性体驱动器多步形变过程建模
7.4.2 光驱动液晶弹性体驱动器双闭环控制
7.4.3 光驱动液晶弹性体驱动器控制案例
本章小结
习题
参考文献
第8章 总结与展望
8.1 总结
8.2 展望
习题
参考文献
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