機器人學及其智能控製 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

　　機器人學是一門高度交叉的前沿學科，引起瞭機械學、生物學、人類學、計算機科學、控製科學與工程、電子工程學、人工智能、社會學等不同專業背景學者的廣泛興趣，學者們對其進行瞭深入研究。本書共分12章，係統地介紹瞭機器人的基本組成、工作原理和應用實例，內容涉及機器人技術的發展簡史、工業機器人的運動學和動力學、機器人控製技術、用於機器人的各種傳感器、機器人軌跡規劃、移動機器人的定位與導航，以及機器人在工業領域和服務領域的應用。
　　本書既可作為高等院校控製、檢測、電工、機電一體化、計算機應用及其他相關專業高年級本科生和研究生的教材，也可以作為廣大從事控製或檢測，以及正在學習機器人的工程師和技術人員的工具書或者培訓教材。

內頁插圖

目錄

基礎知識篇

第1章　緒論　1
1．1　機器人的基本概念與發展曆程　1
1．1．1　機器人的基本概念　1
1．1．2　機器人的發展曆程　2
1．2　機器人的分類　4
1．3　機器人的係統組成及技術參數　5
1．3．1　機器人係統的基本組成　5
1．3．2　機器人的技術參數　6
習題　8

第2章　機器人的運動機構與執行機構　9
2．1　常見運動機構　9
2．1．1　直綫運動機構　9
2．1．2　鏇轉運動機構　11
2．1．3　減速運動機構　13
2．2　工業機器人常見運動形式　16
2．3　移動機器人常見的移動機構　18
2．4　機器人執行機構　23
2．4．1　液壓驅動　23
2．4．2　氣壓驅動　25
2．4．3　電氣驅動　26
習題　28

第3章　機器人的感知係統　29
3．1　傳感器概述　29
3．1．1　機器人對傳感器的要求　29
3．1．2　常用傳感器的特性　30
3．1．3　機器人傳感器的分類　32
3．2　常用內部傳感器　33
3．2．1　位置傳感器　33
3．2．2　速度傳感器　36
3．2．3　加速度傳感器　38
3．2．4　傾斜角傳感器　39
3．2．5　力覺傳感器　40
3．3　常用外部傳感器　42
3．3．1　視覺傳感器　42
3．3．2　觸覺傳感器　45
3．3．3　接近度傳感器　48
3．4　焊接機器人傳感器係統　52
3．4．1　電弧傳感係統　52
3．4．2　超聲傳感跟蹤係統　54
3．4．3　視覺傳感跟蹤係統　56
3．5　裝配機器人傳感器係統　58
3．5．1　位姿傳感器　58
3．5．2　柔性腕力傳感器　61
3．5．3　工件識彆傳感器　62
3．5．4　裝配機器人視覺傳感技術　64
3．5．5　多傳感器信息融閤裝配機器人　65
習題　66

第4章　機器人的控製係統　67
4．1　機器人控製係統及其功能　67
4．2　PUMA560機器人控製係統的硬件組成　68
4．3　機器人控製器的軟件組成　69
4．4　常用編程語言　71
4．5　幾種典型的機器人控製係統舉例　74
4．5．1　PUMA562機器人控製係統　74
4．5．2　FANAC機器人控製係統　81
習題　82

工業機器人篇

第5章　機器人的運動學　83
5．1　機器人位置與姿態的描述　83
5．2　坐標變換　86
5．3　齊次坐標變換　87
5．4　機器人正嚮運動學　91
5．4．1　正嚮運動方程的變換矩陣　91
5．4．2　正嚮運動方程的求解　94
5．5　機器人逆嚮運動學　99
5．5．1　逆嚮運動學問題的多解性與可解性　99
5．5．2　逆嚮運動方程的求解　99
5．6　機器人的雅可比矩陣　108
5．6．1　微分運動　108
5．6．2　雅可比矩陣　111
習題　116

第6章　機器人的動力學　117
6．1　剛體動力學　117
6．2　機器人動力學建模　120
6．2．1　n自由度機器人操作臂動力學方程　120
6．2．2　機器人操作臂動力學方程係數的簡化　123
6．2．3　考慮非剛體效應的動力學模型　124
6．3　動力學仿真　125
習題　125

第7章　工業機器人的常用控製方法　126
7．1　工業機器人控製的特點及分類　126
7．1．1　工業機器人控製的特點　126
7．1．2　工業機器人控製的分類　127
7．2　機器人的位置控製　127
7．2．1　基於直流伺服電動機的單關節控製　127
7．2．2　基於交流伺服電動機的單關節控製　130
7．2．3　操作臂的多關節控製　132
7．3　機器人的力控製　132
7．3．1　質量-彈簧係統的力控製　133
7．3．2　力/位混閤控製　134
7．4　機器人的現代控製技術　136
7．4．1　機器人的自適應控製　136
7．4．2　機器人的滑模變結構控製　141
7．5　機器人的智能控製技術　144
7．5．1　機器人的學習控製　144
7．5．2　機器人的模糊控製　146
習題　148

第8章　工業機器人的軌跡規劃　149
8．1　機器人軌跡規劃　149
8．1．1　關節空間描述與直角坐標空間描述　149
8．1．2　軌跡規劃的基本原理　150
8．2　關節空間的軌跡規劃　152
8．3　直角坐標空間的軌跡規劃　158
習題　160

移動機器人篇

第9章　移動機器人概述　161
9．1　移動機器人的體係結構　161
9．1．1　分層遞階式體係結構　161
9．1．2　反應式體係結構　162
9．1．3　混閤式體係結構　163
9．2　移動機器人的運動學模型　163
習題　165

第10章　移動機器人的定位與導航　166
10．1　移動機器人的定位　166
10．2　環境地圖的錶示　167
10．3　移動機器人的路徑規劃　169
10．4　移動機器人的導航　172
10．4．1　移動機器人的導航方式　172
10．4．2　基於多傳感器信息融閤的移動機器人導航　173
10．4．3　基於混閤方法的移動機器人導航　173
10．4．4　導航技術的應用　173
習題　174

應用篇

第11章　工業機器人應用實例　175
11．1　工業機器人的應用範圍　175
11．2　機器人的總體設計　175
11．2．1　係統分析　175
11．2．2　技術設計　177
11．3　焊接機器人　178
11．3．1　弧焊機器人　178
11．3．2　點焊機器人　181
11．4　噴漆機器人　183
11．4．1　液壓噴漆機器人　184
11．4．2　電動噴漆機器人　185

第12章　移動機器人應用實例　187
12．1　概述　187
12．2　自動導引車的導引方式　188
12．3　自主循跡機器人　190
12．3．1　攝像頭工作原理　190
12．3．2　邊緣檢測算法　191
12．3．3　雙峰邊緣跟蹤算法　191
12．3．4　路徑識彆　191
12．3．5　控製方法　192

附錄　有關術語英漢對照　193
參考文獻　203

前言/序言

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議棧接口

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此外，與TCP和UDP模塊直接接口的應用程序必須（至少部分地）駐留在像TCP/IP協議棧這樣的進程中。這應歸結於迴調函數不能跨進程調用的事實（譯者注：這裏的意思是函數隻能在進程內調用，不允許一個進程去調用另外一個進程的函數）。這即有優點也有缺點。優點是既然應用程序和TCP/IP協議棧駐留在同一個進程中，那麼發送和接收數據就不再産生進程切換。主要缺點是應用程序不能使自己陷入長期的連續運算中，這樣會導緻通訊性能下降，原因是TCP/IP處理與連續運算是不能並行發生的。這個缺點可以通過把應用程序分為兩部分來剋服，一部分處理通訊，一部分處理運算。通訊部分駐留在TCP/IP進程，進行大量運算的部分放在一個單獨的進程。將在下一節介紹的LwIP API提供瞭以這樣一種方式分割應用程序的構造方法。

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TCP與UDP模塊提供網絡服務的一個基本接口，該接口基於函數迴調技術，因此使用該接口的應用程序可以不用進行連續操作。不過，這會使應用程序編寫難度加大且代碼不易被理解。為瞭接收數據，應用程序會嚮協議棧注冊一個迴調函數。該迴調函數與特定的連接相關聯，當該關聯的連接到達一個信息包，該迴調函數就會被協議棧調用。

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