第1章 引言

1.1什么是机器人

1.2机器人部件

1.3机器人的自由度

1.4机器人分类

1.4.1串联机器人

1.4.2并联机器人

1.4.3缆线驱动并联机器人

1.5本书的目标和范围

第2章 运动表示

2.1空间运动表示

2.1.1点的位置

2.1.2刚体的姿态

2.2刚体的运动

2.3齐次变换

2.3.1齐次坐标

2.3.2齐次变换矩阵

2.3.3螺旋位移

2.3.4变换运算

习题

第3章 运动学

3.1简介

3.2封闭环方法

3.3并联机器人的运动学分析

3.3.1机械机构描述

3.3.2机械臂的几何结构

3.3.3逆向运动学

3.3.4正向运动学

3.3.5仿真

3.4肩部机械臂的运动学分析

3.4.1机械机构描述

3.4.2机械臂的几何结构

3.4.3逆向运动学

3.4.4正向运动学

3.4.5仿真

3.5 SGP的运动学分析

3.5.1机械描述

3.5.2机械臂的几何结构

3.5.3逆向运动学

3.5.4正向运动学

3.5.5仿真

习题

第4章 雅可比矩阵：速度和静力

4.1简介

4.2角速度与线速度

4.2.1刚体的角速度

4.2.2点的线速度

4.2.3螺旋坐标系

4.3并联机械臂雅可比矩阵

4.4速度回路

4.5并联机械臂的奇异性分析

4.5.1逆运动学奇异性

4.5.2正运动学奇异性

4.5.3混合奇异性

4.6平面机械臂雅可比矩阵分析

4.6.1速度回路

4.6.2奇异性分析

4.6.3灵敏度分析

4.7肩部机械臂雅可比矩阵分析

4.7.1速度回路

4.7.2奇异性分析

4.8 SGP雅可比矩阵分析

4.8.1速度回路

4.8.2奇异性分析

4.9并联机械臂的静态力

4.9.1自由体图解法

4.9.2虚功法

4.9.3平面机械臂的静态力

4.9.4肩部机械臂的静态力

4.9.5 SGP的静态力

4.10并联机械臂的刚度分析

4.10.1刚度和柔度矩阵

4.10.2变换椭球体

4.10.3平面机械臂的刚度分析

4.10.4肩部机械臂的刚度分析

4.10.5 SGP的刚度分析

习题

第5章 动力学

5.1简介

5.2刚体的动力学综述

5.2.1刚体加速度

5.2.2质量特性

5.2.3动量和动能

5.2.4牛顿-欧拉法则

5.2.5变质量系统

5.3牛顿-欧拉方程

5.3.1平面机械臂的动力学方程：质量恒定处理方式

5.3.2平面机械臂的动力学方程：变质量处理方式

5.3.3 SGP的动力学方程

5.3.4封闭式动力学

5.4虚功方程

5.4.1 D’Alembert原理

5.4.2虚功原理

5.4.3平面机械臂的动力学方程：质量恒定处理方式

5.4.4公式验证

5.4.5平面机械臂的动力学方程：变质量处理方式

5.4.6 SGP动力学方程

5.5拉格朗日公式

5.5.1广义坐标

5.5.2拉格朗日等式第二种形式

5.5.3拉格朗日等式第一种形式

5.5.4动力学方程性质

5.5.5平面机械臂的动力学方程

5.5.6 SGP的动力学分析

习题

第6章 运动控制

6.1简介

6.2控制器架构

6.3工作空间运动控制

6.3.1分散PD控制

6.3.2前馈控制

6.3.3逆动力学模型控制

6.3.4部分线性化IDC

6.4鲁棒和自适应控制

6.4.1鲁棒的逆动力学模型控制

6.4.2自适应逆动力学模型控制

6.5关节空间运动控制

6.5.1关节空间动力学方程

6.5.2分散PD控制

6.5.3前馈控制

6.5.4逆动力学模型控制

6.6运动控制方法总结

6.6.1动力学模型

6.6.2分散PD控制

6.6.3前馈控制

6.6.4逆动力学模型控制

6.6.5部分线性化IDC

6.6.6鲁棒的逆动力学控制

6.6.7自适应逆动力学控制

6.7冗余分解

6.7.1简介

6.7.2问题的提出

6.7.3拉格朗日和Karush-Kuhn-Tucker乘子

6.7.4迭代求解

6.8平面机械臂的运动控制

6.8.1分散PD控制

6.8.2前馈控制

6.8.3逆动力学控制

6.8.4部分线性化IDC

6.8.5鲁棒IDC控制

6.8.6自适应IDC控制

6.8.7关节空间运动控制

6.9 SGP运动控制

6.9.1分散PD控制

6.9.2前馈控制

6.9.3逆动力学控制

6.9.4部分线性化IDC

6.9.5鲁棒IDC

6.9.6关节空间中的运动控制

习题

第7章 力控制

7.1简介

7.2控制器方案

7.2.1串级控制

7.2.2外环力反馈

7.2.3内环力反馈

7.3刚度控制

7.3.1单自由度刚度控制

7.3.2通用刚度控制

7.3.3平面机械臂的刚度控制

7.3.4 SGP的刚度控制

7.4直接力控制

7.4.1平面机械臂的力控制

7.4.2 SGP的力控制

7.5阻抗控制

7.5.1阻抗

7.5.2阻抗控制的概念

7.5.3阻抗控制结构

7.5.4平面机械臂的阻抗控制

7.5.5 SGP的阻抗控制

习题

附录A线性代数

附录B轨迹规划

附录C非线性控制

参考文献