| 开本：3开 |
| 纸张：胶版纸 |
| 包装：平装 |
| 是否套装：否 |
| 国际标准书号ISBN：9787111774457 |
| 所属分类：图书>工业技术>能源与动力工程 |
配套资源仅向教师提供编辑推荐
本书遵循教指委相关指导文件和高等院校学生学习规律编写而成。践行四新理念，融入思政元素，注重理论与实践相结合。
内容简介
本书系统地介绍了机器人学相关的知识及基本原理。全书共 章。第 章为绪论。第 章为主体部分，其中第 章介绍典型机器人的主要机械本体构成以及典型机构，第 章介绍机器人位置运动学，第 章讨论机器人的微分运动以及基于雅可比矩阵的速度分析、静力分析等内容，第 章讨论机器人动力学的相关问题，第 章介绍常用机器人的轨迹规划方法，第 章介绍机器人驱动器的主要类型、工作原理及应用方法。第 章以四足机器人整机和人形机器人手臂为两个典型案例，结合全书内容进行了综合应用与设计。 本书内容丰富，既包含机器人学的基础知识，也涉及相关领域的前沿内容。本书适合作为机器人工程、机械类、自动化类及计算机类等专业本科高年级学生或研究生的教材，也可供机器人及相关领域的研究人员学习和参考。 本书配有电子课件、教学大纲和习题答案等教学资源，欢迎选用本书作教材的教师登录 注册后下载，或发邮件至 索取。
作者简介
高等院校教师
目 录
目录序前言第章绪论引言机器人的发展史机器人起源国外机器人发展国内机器人发展机器人学的发展机器人的基本概念机器人的分类机器人的应用机器人的性能指标机器人的未来与趋势本章小结课后习题参考文献第章机器人机构基础引言机器人的自由度基本概念自由度计算机器人的工作空间机器人的组成驱动机构传动机构齿轮传动丝杠传动带传动和链传动绳传动连杆传动凸轮传动机身机构臂部机构腕部机构手部机构移动机构轮式机构履带式机构腿足式机构其他新型机构柔顺机构变胞机构设计项目：四足机器人的方案设计本章小结课后习题参考文献第章机器人位置运动学引言机器人的矩阵表示空间向量基础位姿矩阵齐次变换矩阵齐次坐标齐次变换矩阵的表示机器人坐标变换的表示平移变换旋转变换复合变换相对于当前坐标系的变换机器人的正运动学分析位置正运动学姿态正运动学机器人正运动学的表示标准建模法其他建模法机器人的逆运动学分析逆运动学的多解性逆运动学求解机器人的位置运动学仿真坐标变换建立机器人对象机器人运动学求解设计项目：四足机器人的运动学分析坐标系说明右前腿运动学分析本章小结课后习题参考文献第章机器人的雅可比矩阵与分析引言微分运动关系微分关系坐标系的微分运动微分运动在不同坐标系间的相互转换雅可比矩阵雅可比矩阵的定义雅可比矩阵的计算方法基于雅可比矩阵的速度分析基于雅可比矩阵的静力分析机构连杆之间的静力传递静力雅可比矩阵静力雅可比矩阵的坐标系变换基于雅可比矩阵的奇异位形分析设计项目：四足机器人的速度与静力学分析本章小结课后习题参考文献第章机器人动力学引言惯性参数转动惯量张量惯量张量惯量张量的平行移轴定理与坐标轴旋转变换惯性椭球和惯性主轴基于牛顿欧拉方程的机器人动力学分析牛顿动力学方程欧拉方程机器人机构的牛顿欧拉动力学方程牛顿欧拉动力学方程的递推算法速度及加速度的向后递推计算关节力与力矩的向前递推计算基于拉格朗日方程的机器人动力学建模拉格朗日方程概述拉格朗日方程在机器人动力学中的应用机器人动力学仿真通用机构的动力学仿真软件通用建模和分析软件的动力学仿真模块专用机械系统动力学仿真软件利用 的动力学仿真设计项目：四足机器人的动力学分析本章小结课后习题参考文献第章机器人轨迹规划引言轨迹规划基本原理路径、轨迹及轨迹规划关节空间轨迹规划的基本原理笛卡儿空间轨迹规划的基本原理轨迹规划实现的基本方法关节空间轨迹规划的实现方法单路段轨迹规划具有中间点的轨迹规划笛卡儿坐标空间轨迹规划空间直线轨迹规划圆弧轨迹规划笛卡儿坐标空间轨迹规划所需注意问题设计项目：四足机器人的腿部轨迹规划本章小结课后习题参考文献第章机器人驱动器引言机器人驱动器的基本性能要求机器人驱动器的主要类型与选用原则机器人驱动器的主要类型机器人驱动器的选用原则液压驱动器液压驱动器的基本原理液压驱动系统的基本结构液压驱动器的控制系统液压驱动器的典型应用气动驱动器气动驱动器的基本原理气动驱动系统的基本结构气动驱动器的控制系统气动驱动器的典型应用电动机驱动器电动机驱动器的基本原理直流电动机交流电动机伺服电动机力矩电动机步进电动机电动机驱动器的典型应用新型驱动器压电驱动器超磁致伸缩驱动器静电驱动器人工肌肉驱动器设计项目：四足机器人腿部驱动器的设计（采用电动机驱动器）本章小结课后习题参考文献第章机器人综合设计引言机器人设计的方法与流程机器人一般设计过程机器人设计的关键问题四足机器人整机设计实例四足机器人机械结构设计四足机器人运动学建模分析四足机器人动力学仿真分析四足机器人步态轨迹规划四足机器人步态仿真与实验人形机器人手臂设计实例人形机器人手臂机械结构设计人形机器人手臂运动学建模分析人形机器人手臂静力学和动力学建模分析人形机器人手臂轨迹规划与仿真人形机器人手臂性能实验本章小结课后习题参考文献
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前 言
前言 随着科技的不断发展和社会的不断进步，机器人技术已经成为当今科技领域研究的热点之一，并且已经广泛应用于工业、服务、医疗以及军事等各个领域。在工业领域，机器人取代了很多传统的生产流水线，大大提高了工作效率和生产质量。在服务领域，机器人也越来越多地应用于酒店、医院、餐厅等场所，为人们提供更加高效的服务。在军事领域，战斗机器人及无人机、无人艇的大量使用则极大地提高了战斗效率并减少了作战人员伤亡，成为一种能深刻改变未来战争形态的新的作战模式。随着人工智能技术的不断发展，机器人也将会越来越智能化，具备更多的自主决策和感知能力。机器人领域本身的发展对具有相关知识、能力、素质的高水平人才产生了巨大的需求。 近年来，为顺应社会与时代发展的需求，国内外很多高校都在积极布局机器人相关专业与课程的建设。很多高校相继建设了机器人工程相关专业，更有一些高校成立了专门的机器人学院。 机器人学课程是机器人工程专业的核心基础课程。在很多高校里，该门课程也已成为自动化类、人工智能、机械工程等相关专业的核心基础课程，在相关领域的人才培养体系中具有举足轻重的地位。机器人学课程相对来说较新，建设起点较高，国内机器人学课程建设研究现状呈现出积极的发展态势。随着国家对机器人产业的重视和支持，以及高校对机器人学课程建设的投入，越来越多的学者和教育工作者开始关注机器人学课程建设的问题。 教材为课程的核心和基础支撑。国防科技大学机器人学教学团队在历年教学实践的基础上编写了本书。 本书系统地介绍了机器人学的相关内容。全书共章。第章为绪论，主要介绍了机器人的起源与发展、基本概念、分类与关键性能指标等内容。第章为主体部分。其中第章介绍了典型机器人的主要机械本体构成以及典型机构。第章为机器人位置运动学，包括位姿表示、齐次变换矩阵、正逆运动学以及表示法等内容。第章讨论了机器人的微分运动以及基于雅可比矩阵的速度分析、静力分析等内容。第章讨论了机器人动力学的相关问题，包括拉格朗日动力学方程、牛顿欧拉动力学方程等内容。第章为各种常用机器人的轨迹规划方法。第章为机器人驱动器的主要类型、工作原理及应用方法。第章以四足机器人整机和人形机器人手臂为两个典型案例，结合全书内容进行了综合应用与设计。 本书有三个较为显著的特点）目前机器人相关研究多偏向于与人工智能相关的“软科学”，但机械等相关硬件为“软科学”问题的基础。目前大多数高校课时较为紧张，本着有舍有得的理念，本书对机器人学相关内容进行了聚焦，将重点放在了与机械本体相关的设计、运动学、动力学等问题上。对于传感与感知、控制等内容则进行了删减。对于大部分高校来说，一般均开设有专门课程对上述内容进行讲授。 ）目前较为先进的教育理念，无论是基于建构主义的任务驱动教学，还是产出导向的，还是工程教育认证等，均要求把原来“以教师为中心的教学”改进为“以学生为中心的教学”，为此本书从第章开始，每章均给出了设计案例项目，该案例贯穿全书各章，以使读者可以将理论与实际应用相结合。同时每章还附有课后习题和参考文献，供读者练习和拓展阅读。第章针对目前研究热度较高、发展潜力与应用前景较为广阔的四足机器人整机和人形机器人手臂给出了两个综合性的设计案例，使读者对本书所述内容有一个整体性的把握与应用。 ）本书不仅介绍了基础理论，还重视工程软件在机器人学中的应用。在部分章节给出了基于 及等工程软件的计算及仿真案例。 吴学忠负责本书统稿，并编写第章。席翔负责编写第章，董培涛负责编写第、章，肖定邦负责编写第章，吴宇列负责编写第、章，尹灿辉负责编写第章。张森、周忠哲、王鑫宇、余杨、赵威、鹿迎、王朝光、聂豹等师生也参与了部分内容的准备工作。 本书内容丰富，既包含了机器人学的基础知识，也涉及相关领域的前沿内容，适合作为机器人工程、机械类、自动化类及计算机类等专业本科高年级学生或研究生的教材，也可供机器人及相关领域的研究人员学习和参考。 限于编者水平，本书还可能存在很多不足之处，热忱欢迎广大读者批评指正。 编者
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本书遵循教指委相关指导文件和高等院校学生学习规律编写而成。践行四新理念，融入思政元素，注重理论与实践相结合。
内容简介
本书系统地介绍了机器人学相关的知识及基本原理。全书共 章。第 章为绪论。第 章为主体部分，其中第 章介绍典型机器人的主要机械本体构成以及典型机构，第 章介绍机器人位置运动学，第 章讨论机器人的微分运动以及基于雅可比矩阵的速度分析、静力分析等内容，第 章讨论机器人动力学的相关问题，第 章介绍常用机器人的轨迹规划方法，第 章介绍机器人驱动器的主要类型、工作原理及应用方法。第 章以四足机器人整机和人形机器人手臂为两个典型案例，结合全书内容进行了综合应用与设计。 本书内容丰富，既包含机器人学的基础知识，也涉及相关领域的前沿内容。本书适合作为机器人工程、机械类、自动化类及计算机类等专业本科高年级学生或研究生的教材，也可供机器人及相关领域的研究人员学习和参考。 本书配有电子课件、教学大纲和习题答案等教学资源，欢迎选用本书作教材的教师登录 注册后下载，或发邮件至 索取。
作者简介
高等院校教师
目 录
目录序前言第章绪论引言机器人的发展史机器人起源国外机器人发展国内机器人发展机器人学的发展机器人的基本概念机器人的分类机器人的应用机器人的性能指标机器人的未来与趋势本章小结课后习题参考文献第章机器人机构基础引言机器人的自由度基本概念自由度计算机器人的工作空间机器人的组成驱动机构传动机构齿轮传动丝杠传动带传动和链传动绳传动连杆传动凸轮传动机身机构臂部机构腕部机构手部机构移动机构轮式机构履带式机构腿足式机构其他新型机构柔顺机构变胞机构设计项目：四足机器人的方案设计本章小结课后习题参考文献第章机器人位置运动学引言机器人的矩阵表示空间向量基础位姿矩阵齐次变换矩阵齐次坐标齐次变换矩阵的表示机器人坐标变换的表示平移变换旋转变换复合变换相对于当前坐标系的变换机器人的正运动学分析位置正运动学姿态正运动学机器人正运动学的表示标准建模法其他建模法机器人的逆运动学分析逆运动学的多解性逆运动学求解机器人的位置运动学仿真坐标变换建立机器人对象机器人运动学求解设计项目：四足机器人的运动学分析坐标系说明右前腿运动学分析本章小结课后习题参考文献第章机器人的雅可比矩阵与分析引言微分运动关系微分关系坐标系的微分运动微分运动在不同坐标系间的相互转换雅可比矩阵雅可比矩阵的定义雅可比矩阵的计算方法基于雅可比矩阵的速度分析基于雅可比矩阵的静力分析机构连杆之间的静力传递静力雅可比矩阵静力雅可比矩阵的坐标系变换基于雅可比矩阵的奇异位形分析设计项目：四足机器人的速度与静力学分析本章小结课后习题参考文献第章机器人动力学引言惯性参数转动惯量张量惯量张量惯量张量的平行移轴定理与坐标轴旋转变换惯性椭球和惯性主轴基于牛顿欧拉方程的机器人动力学分析牛顿动力学方程欧拉方程机器人机构的牛顿欧拉动力学方程牛顿欧拉动力学方程的递推算法速度及加速度的向后递推计算关节力与力矩的向前递推计算基于拉格朗日方程的机器人动力学建模拉格朗日方程概述拉格朗日方程在机器人动力学中的应用机器人动力学仿真通用机构的动力学仿真软件通用建模和分析软件的动力学仿真模块专用机械系统动力学仿真软件利用 的动力学仿真设计项目：四足机器人的动力学分析本章小结课后习题参考文献第章机器人轨迹规划引言轨迹规划基本原理路径、轨迹及轨迹规划关节空间轨迹规划的基本原理笛卡儿空间轨迹规划的基本原理轨迹规划实现的基本方法关节空间轨迹规划的实现方法单路段轨迹规划具有中间点的轨迹规划笛卡儿坐标空间轨迹规划空间直线轨迹规划圆弧轨迹规划笛卡儿坐标空间轨迹规划所需注意问题设计项目：四足机器人的腿部轨迹规划本章小结课后习题参考文献第章机器人驱动器引言机器人驱动器的基本性能要求机器人驱动器的主要类型与选用原则机器人驱动器的主要类型机器人驱动器的选用原则液压驱动器液压驱动器的基本原理液压驱动系统的基本结构液压驱动器的控制系统液压驱动器的典型应用气动驱动器气动驱动器的基本原理气动驱动系统的基本结构气动驱动器的控制系统气动驱动器的典型应用电动机驱动器电动机驱动器的基本原理直流电动机交流电动机伺服电动机力矩电动机步进电动机电动机驱动器的典型应用新型驱动器压电驱动器超磁致伸缩驱动器静电驱动器人工肌肉驱动器设计项目：四足机器人腿部驱动器的设计（采用电动机驱动器）本章小结课后习题参考文献第章机器人综合设计引言机器人设计的方法与流程机器人一般设计过程机器人设计的关键问题四足机器人整机设计实例四足机器人机械结构设计四足机器人运动学建模分析四足机器人动力学仿真分析四足机器人步态轨迹规划四足机器人步态仿真与实验人形机器人手臂设计实例人形机器人手臂机械结构设计人形机器人手臂运动学建模分析人形机器人手臂静力学和动力学建模分析人形机器人手臂轨迹规划与仿真人形机器人手臂性能实验本章小结课后习题参考文献
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前 言
前言 随着科技的不断发展和社会的不断进步，机器人技术已经成为当今科技领域研究的热点之一，并且已经广泛应用于工业、服务、医疗以及军事等各个领域。在工业领域，机器人取代了很多传统的生产流水线，大大提高了工作效率和生产质量。在服务领域，机器人也越来越多地应用于酒店、医院、餐厅等场所，为人们提供更加高效的服务。在军事领域，战斗机器人及无人机、无人艇的大量使用则极大地提高了战斗效率并减少了作战人员伤亡，成为一种能深刻改变未来战争形态的新的作战模式。随着人工智能技术的不断发展，机器人也将会越来越智能化，具备更多的自主决策和感知能力。机器人领域本身的发展对具有相关知识、能力、素质的高水平人才产生了巨大的需求。 近年来，为顺应社会与时代发展的需求，国内外很多高校都在积极布局机器人相关专业与课程的建设。很多高校相继建设了机器人工程相关专业，更有一些高校成立了专门的机器人学院。 机器人学课程是机器人工程专业的核心基础课程。在很多高校里，该门课程也已成为自动化类、人工智能、机械工程等相关专业的核心基础课程，在相关领域的人才培养体系中具有举足轻重的地位。机器人学课程相对来说较新，建设起点较高，国内机器人学课程建设研究现状呈现出积极的发展态势。随着国家对机器人产业的重视和支持，以及高校对机器人学课程建设的投入，越来越多的学者和教育工作者开始关注机器人学课程建设的问题。 教材为课程的核心和基础支撑。国防科技大学机器人学教学团队在历年教学实践的基础上编写了本书。 本书系统地介绍了机器人学的相关内容。全书共章。第章为绪论，主要介绍了机器人的起源与发展、基本概念、分类与关键性能指标等内容。第章为主体部分。其中第章介绍了典型机器人的主要机械本体构成以及典型机构。第章为机器人位置运动学，包括位姿表示、齐次变换矩阵、正逆运动学以及表示法等内容。第章讨论了机器人的微分运动以及基于雅可比矩阵的速度分析、静力分析等内容。第章讨论了机器人动力学的相关问题，包括拉格朗日动力学方程、牛顿欧拉动力学方程等内容。第章为各种常用机器人的轨迹规划方法。第章为机器人驱动器的主要类型、工作原理及应用方法。第章以四足机器人整机和人形机器人手臂为两个典型案例，结合全书内容进行了综合应用与设计。 本书有三个较为显著的特点）目前机器人相关研究多偏向于与人工智能相关的“软科学”，但机械等相关硬件为“软科学”问题的基础。目前大多数高校课时较为紧张，本着有舍有得的理念，本书对机器人学相关内容进行了聚焦，将重点放在了与机械本体相关的设计、运动学、动力学等问题上。对于传感与感知、控制等内容则进行了删减。对于大部分高校来说，一般均开设有专门课程对上述内容进行讲授。 ）目前较为先进的教育理念，无论是基于建构主义的任务驱动教学，还是产出导向的，还是工程教育认证等，均要求把原来“以教师为中心的教学”改进为“以学生为中心的教学”，为此本书从第章开始，每章均给出了设计案例项目，该案例贯穿全书各章，以使读者可以将理论与实际应用相结合。同时每章还附有课后习题和参考文献，供读者练习和拓展阅读。第章针对目前研究热度较高、发展潜力与应用前景较为广阔的四足机器人整机和人形机器人手臂给出了两个综合性的设计案例，使读者对本书所述内容有一个整体性的把握与应用。 ）本书不仅介绍了基础理论，还重视工程软件在机器人学中的应用。在部分章节给出了基于 及等工程软件的计算及仿真案例。 吴学忠负责本书统稿，并编写第章。席翔负责编写第章，董培涛负责编写第、章，肖定邦负责编写第章，吴宇列负责编写第、章，尹灿辉负责编写第章。张森、周忠哲、王鑫宇、余杨、赵威、鹿迎、王朝光、聂豹等师生也参与了部分内容的准备工作。 本书内容丰富，既包含了机器人学的基础知识，也涉及相关领域的前沿内容，适合作为机器人工程、机械类、自动化类及计算机类等专业本科高年级学生或研究生的教材，也可供机器人及相关领域的研究人员学习和参考。 限于编者水平，本书还可能存在很多不足之处，热忱欢迎广大读者批评指正。 编者
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