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編輯推薦: |
本书为适应新时期高等院校机电类工程教育机器人技术教学要求编写而成,注重理论教学与工程实际的融合、基础知识与现代技术及应用的有机结合。 配有授课电子课件、教学大纲、知识图谱、思维导图、操作视频等配套资源,方便教师授课与学生自学。
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內容簡介: |
本书是结合编者所从事的教学与研究工作,吸收国内外同行研究成果,为适应新时期高等院校机电类工程教育机器人技术教学要求而编写的。 全书共10章,主要内容包括:绪论、机器人系统及设计方法、机器人运动学、机器人动力学、运动规划、并联机器人、康复机器人、移动机械臂、多机器人系统和机器人的空间应用。本书的内容循序渐进、由浅入深,语言简洁、通俗易懂,并附有典型的工程例题。 本书可作为高等院校机器人工程、机械工程及其他工程类专业的教材,也可供从事机器人技术研究和应用的工程技术人员学习和参考。 本书配有授课电子课件、教学大纲等配套资源,需要的教师可登录wwwcmpeducom免费注册,审核通过后下载,或联系编辑索取(微信:18515977506,电话:010-88379753)。
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目錄:
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前言 第1章绪论 11机器人概述 111机器人的产生与发展 112机器人的定义 12机器人的应用 121民用机器人 122军用机器人 13机器人的分类 14机器人的参考坐标系 15机器人的技术参数 16机器人学技术 习题 参考文献 第2章机器人系统及设计方法 21机器人系统的组成 211机器人机构 212机器人驱动器 213机器人传感器 214机器人视觉 215机器人控制 22机器人系统的设计方法 221机器人系统设计的基本原则 222机器人系统设计的阶段 223机器人系统设计中问题的 解决方法 习题 参考文献 第3章机器人运动学 31机器人的运动特性 311机器人的机构运动简图 312机器人的坐标系 313机器人的位姿描述 32坐标变换 321直角坐标变换 322齐次坐标变换 33机器人运动学方程的建立 及求解 331机器人运动学方程的建立 332机器人运动学方程的解 34机器人微分运动 341机器人的微运动 342机器人的微分变换 343机器人的雅可比矩阵 35机器人运动学的旋量应用 351数学基础 352刚体运动的旋量表示 353机器人运动学的旋量应用 习题 参考文献 第4章机器人动力学 41引言 42牛顿-欧拉方程法 421惯量张量 422牛顿-欧拉方程 423作用力和力矩 424应用牛顿-欧拉方程法建立 机器人机构动力学方程 43拉格朗日方程法 431拉格朗日方程 432速度分析 433动能 434位能 435动力学方程 436应用拉格朗日方程法建立 机器人机构动力学方程 44李群方法 441群 442李群与李代数 443矩阵指数映射 444三维李群与李代数 445机器人动力学问题的李群 递推法 446平面2R机械手动力学方程的 李群表示 习题 参考文献 第5章运动规划 51路径规划 511研究现状 512基于图搜索的路径规划算法 513基于强化学习的路径规划 算法 514基于采样的路径规划算法 52轨迹规划 521研究现状 522关节空间中的轨迹规划 523直角坐标空间中的轨迹规划 习题 参考文献 第6章并联机器人 61并联机器人发展历史及特点 611并联机构 612并联机器人发展历史及特点 613组成并联机构的运动副 614机器人机构的结构类型 62并联机器人机构的位置分析 621位置反解 622位置正解 623并联机构的工程案例 63并联机构的性能分析 631机构运动分析 632机构受力分析 633机构的特殊位形分析 634工作空间分析 64索驱动并联机构 641索驱动并联机器人 642索驱动并联机器人动力学 643索驱动并联机器人工作空间 习题 参考文献 第7章康复机器人 71康复机器人简介 711神经康复的可塑性原理 712康复机器人训练模式 713康复机器人研究背景和意义 72康复机器人分类 721上肢康复机器人 722下肢康复机器人 73索牵引下肢康复机器人 731索牵引下肢康复机器人特点 732索牵引下肢康复机器人关键 技术 74索牵引下肢康复机器人实例 741可重构索牵引肢体康复 机器人 742索牵引踝关节跖/背屈康复 机器人 习题 参考文献 第8章移动机械臂 81移动机械臂概述 82移动机械臂系统组成 821移动平台 822轻型机械臂 83移动机械臂研究内容 831运动学与动力学 832运动规划 833视觉感知 834技能学习 习题 参考文献 第9章多机器人系统 91多机器人系统简介 911多机器人系统定义 912多机器人系统发展概况 913多机器人系统特点 92多机器人系统分类 921根据多机器人系统组成分类 922根据多机器人系统控制方式 分类 93多机器人系统研究内容 931体系结构 932设计方法 933感知 934通信 935自主学习 936协调协作机制 937稳定性 938智能分布式计算 939接口设计 94多机器人系统面临的挑战 习题 参考文献 第10章机器人的空间应用 101空间机器人应用概述 102在轨装配机器人 1021在轨装配机器人分类 1022在轨装配机器人研究内容 1023在轨装配机器人发展趋势 103星表探测机器人 1031星表探测机器人分类 1032星表探测机器人研究内容 1033星表探测机器人发展趋势 习题 参考文献
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內容試閱:
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作为“制造业皇冠的明珠”,机器人技术是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。目前,机器人技术正面临从R(robotics)向RT(robotics technology)和IRT(information and robotics technology)的过渡,即机器人的概念、智能化技术、信息系统,将以始料不及的速度迅速向各个领域渗透。比尔·盖茨曾预测,智能机器人即将重复个人计算机崛起的道路,成为人们日常生活的一部分,并改变当今人们的生活方式。 机器人经过短短几十年的发展,已经广泛应用于国民经济的各个领域,在现代化工业生产中,从事焊接、喷漆、搬运、装配等工作,已成为人类生产中不可或缺的好帮手。在服务、娱乐、医疗康复等行业,以及深海、外太空等人类极限能力以外的应用领域,机器人正发挥着巨大的、不可替代的作用。 机器人既是制造业的关键支撑装备,也是改善人类生活方式的重要切入点。机器人的广泛应用,极大地提高了劳动生产率和产品质量,降低了产品成本,减轻了人的劳动强度,改善了劳动条件,扩大了人类认知活动的范围。因此,世界上许多国家将机器人产业作为战略性产业进行重点部署,并投入巨资发展机器人前沿技术。 机器人是现代一种典型的光机电一体化产品,机器人技术建立在多学科发展的基础之上,具有应用领域广、技术新、学科综合与交叉性强等特点。传统的机器人技术涉及机械学、电子学、自动控制等学科;现代机器人技术则综合了更加广泛的学科和技术领域,如计算机技术、仿生学、生物工程、人工智能、材料、微机械、信息工程、遥感等。各种各样的机器人不但已经成为现代高科技的应用载体,而且自身也迅速发展成为一个相对独立的研究与交叉技术领域,形成了特有的理论研究和学术发展方向,具有鲜明的学科特色。 目前,很多高等学校设立了机器人工程专业,机械工程及机电类专业也增设了有关机器人的课程。我们在从事机器人教学的过程中,深刻体会到一本合适的教材是非常重要的。为此,我们编著了这本机器人技术教材。本书在内容编排方面,注重理论教学与工程实际的融合、基础知识与现代技术及应用的有机结合。 本书以机器人技术基本概念、基本理论、基本方法、典型工程实例为主线,介绍了机器人的基本参数、系统组成及设计方法、机器人的运动学及动力学分析、运动规划、并联机器人、康复机器人、移动机械臂、多机器人系统以及机器人的空间应用等内容。全书共10章,第1章概述了机器人的应用和发展现状,描述了机器人的基本性能参数;第2章讲述了机器人系统的组成及设计方法;第3章讲述了机器人运动学知识;第4章讲述了机器人动力学常用的分析方法;第5章讲述了机器人的路径规划和轨迹规划方法;第6章讲述了并联机器人的一些基本知识;第7章讲述了康复机器人的分类及应用实例;第8章讲述了移动机械臂的系统组成及研究内容;第9章讲述了多机器人系统的分类及前沿技术;第10章介绍了机器人的空间应用。 本书适合作为机器人工程、机械工程及机电类专业本科生、大专生的教材。作为研究生用书时,部分章节内容应适当加深。 本书主要由李团结和段清娟编著,王建平、祁广利、宁宇铭和唐雅琼参加了编写工作。其中,李团结编写了第1章、第9章和第10章,段清娟编写了第2章、第6章和第7章,祁广利编写了第3章,王建平编写了第4章,唐雅琼编写了第5章,宁宇铭编写了第8章,全书由李团结统稿。 在本书编写过程中,我们参考并引用了大量有关机器人方面的论著和资料,限于篇幅,不能在文中一一注明来源,只能在此一并对其作者致以衷心的谢意。 本书得到“西安电子科技大学教材建设基金资助项目”“西安电子科技大学研究生精品建设教材”资助,在此表示感谢。 由于智能机器人技术的发展日新月异,加之撰写时间有限,书中难免存在不足和错误之处,望读者给予批评指正。最后,我们对支持本书编写和出版的所有业者表示衷心的感谢。
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