国外计算机科学教材系列机器人学导论:分析.控制及应用(第2版)/(美)SAEED B.NIKU_PDF下载[158MB-百度云]（美）SaeedB.Niku（赛义

本书特色

[

本书系统介绍了机器人的基本组成和工作原理。全书共分10章。其中第1章介绍必要的基础知识，如机器人的发展历史、机器人的组成与特点、机器人语言及机器人应用等。第2章和第3章分析机器人的运动学。第4章分析机器人的动力学。第5章讨论机器人在关节空间和直角坐标空间的路径和轨迹规划。第6章介绍机器人的运动控制。第7章介绍机器人的各种驱动装置，如液压和气动装置、直流伺服电机及步进电机等。第8章讨论用于机器人的各种传感器。第9章介绍机器人视觉系统。第10章介绍用于机器人的模糊控制方法。该书每章后面均给出设计项目，将理论与实际相结合，用以综合运用本章的内容，同时每章后面还附有参考文献和习题。

]

内容简介

[

本书系统介绍了机器人的基本组成和工作原理。全书共分10章。其中章介绍必要的基础知识，如机器人的发展历史、机器人的组成与特点、机器人语言及机器人应用等。第2章和第3章分析机器人的运动学。第4章分析机器人的动力学。第5章讨论机器人在关节空间和直角坐标空间的路径和轨迹规划。第6章介绍机器人的运动控制。第7章介绍机器人的各种驱动装置，如液压和气动装置、直流伺服电机及步进电机等。第8章讨论用于机器人的各种传感器。第9章介绍机器人视觉系统。0章介绍用于机器人的模糊控制方法。该书每章后面均给出设计项目，将理论与实际相结合，用以综合运用本章的内容，同时每章后面还附有参考文献和习题。

]

作者简介

[

Saeed B. Niku是位于美国圣路易斯奥比斯波的加州州立科技大学的机械工程教授，他自1983年起，教授了力学、机器人学和设计等课程。主要研究领域包括：机械学、机械设计、机器人等。他在机器人、视觉系统、产品和系统设计、工程教育及为残疾人的设计等方面出版了许多书籍和发表了许多论文。
Saeed B. Niku是位于美国圣路易斯奥比斯波的加州州立科技大学的机械工程教授，他自1983年起，教授了力学、机器人学和设计等课程。主要研究领域包括：机械学、机械设计、机器人等。他在机器人、视觉系统、产品和系统设计、工程教育及为残疾人的设计等方面出版了许多书籍和发表了许多论文。

]

第1章基础知识1.1 引言1.2 什么是机器人1.3 机器人的分类1.4 什么是机器人学1.5 机器人的发展历史1.6 机器人的优缺点1.7 机器人的组成部件1.8 机器人的自由度1.9 机器人关节1.10 机器人的坐标 1.11 机器人的参考坐标系1.12 机器人的编程模式1.13 机器人的性能指标 1.14 机器人的工作空间1.15 机器人语言1.16 机器人的应用 1.17 其他机器人及其应用 1.18 机器人的社会问题小结参考文献习题第2章机器人位置运动学2.1 引言2.2 机器人机构 2.3 符号规范2.4 机器人运动学的矩阵表示 2.4.1 空间点的表示2.4.2 空间向量的表示2.4.3 坐标系在固定参考坐标系原点的表示2.4.4 坐标系在固定参考坐标系中的表示 2.4.5 刚体的表示2.5 齐次变换矩阵2.6 变换的表示 2.6.1 纯平移变换的表示2.6.2 绕轴纯旋转变换的表示2.6.3 复合变换的表示2.6.4 相对于旋转坐标系的变换2.7 变换矩阵的逆2.8 机器人的正逆运动学2.9 位置的正逆运动学方程2.9.1 直角(台架)坐标2.9.2 圆柱坐标2.9.3 球坐标2.9.4 链式坐标 2.10 姿态的正逆运动学方程 2.10.1 滚动角、俯仰角和偏航角 2.10.2 欧拉角 2.10.3 链式关节2.11 位姿的正逆运动学方程 2.12 机器人正运动学方程的D-H表示2.13 机器人的逆运动学解 2.13.1 链式机器人臂的一般解2.14 机器人的逆运动学编程 2.15 机器人的退化和灵巧特性 2.15.1 退化2.15.2 灵巧2.16 D-H表示法的基本问题2.17 设计项目 2.17.1 3自由度机器人2.17.2 3自由度移动机器人小结参考文献习题第3章微分运动和速度3.1 引言 3.2 微分关系3.3 雅可比矩阵3.4 微分运动与大范围运动 3.5 坐标系的微分运动与机器人的微分运动3.6 坐标系微分运动 3.6.1 微分平移 3.6.2 绕参考轴的微分旋转 3.6.3 绕一般轴q的微分旋转 3.6.4 坐标系的微分变换3.7 微分变化的解释 3.8 坐标系之间的微分变化 3.9 机器人及机器人手坐标系的微分运动 3.10 雅可比矩阵的计算 3.11 如何建立雅可比矩阵和微分算子之间的关联3.12 雅可比矩阵求逆3.13 设计项目3.13.1 3自由度机器人 3.13.2 3自由度移动机器人小结参考文献习题第4章动力学分析和力4.1 引言4.2 拉格朗日力学的简短回顾4.3 有效转动惯量4.4 多自由度机器人的动力学方程4.4.1 动能4.4.2 势能4.4.3 拉格朗日函数 4.4.4 机器人运动方程4.5 机器人的静力分析4.6 坐标系间力和力矩的变换4.7 设计项目小结参考文献习题第5章轨迹规划5.1 引言5.2 路径与轨迹5.3 关节空间描述与直角坐标空间描述5.4 轨迹规划的基本原理5.5 关节空间的轨迹规划5.5.1 三次多项式轨迹规划5.5.2 五次多项式轨迹规划5.5.3 抛物线过渡的线性段5.5.4 具有中间点及用抛物线过渡的线性段 5.5.5 高次多项式运动轨迹5.5.6 其他轨迹 5.6 直角坐标空间的轨迹规划5.7 连续轨迹记录5.8 设计项目小结参考文献习题第6章运动控制系统6.1 引言6.2 基本组成和术语6.3 结构图6.4 系统动力学6.5 拉普拉斯变换6.6 拉普拉斯反变换6.6.1 F(s)的极点无重根时的部分分式展开 6.6.2 F(s)的极点含重根时的部分分式展开 6.6.3 F(s)的极点含共轭复根时的部分分式展开6.7 传递函数6.8 结构图代数6.9 一阶传递函数的特性6.10 二阶传递函数的特性6.11 特征方程：零极点分布6.12 稳态误差6.13 根轨迹法6.14 比例控制器6.15 比例积分控制器6.16 比例加微分控制器6.17 比例积分微分（PID）控制器6.18 超前和滞后补偿器6.19 伯德图和频域分析6.20 开环和闭环表示的应用对比6.21 多输入多输出系统6.22 状态空间控制方法6.23 数字控制6.24 非线性控制系统6.25 机电系统动力学：机器人驱动和控制6.26 设计项目小结参考文献习题第7章驱动器和驱动系统7.1 引言7.2 驱动系统的特性7.2.1 标称特性7.2.2 刚度和柔性 7.2.3 使用减速齿轮 7.3 驱动系统的比较7.4 液压驱动器7.5 气动装置7.6 电机7.6.1 交流型和直流型电机的基本区别7.6.2 直流电机7.6.3 交流电机 7.6.4 无刷直流电机 7.6.5 直接驱动电机7.6.6 伺服电机 7.6.7 步进电机 7.7 电机的微处理器控制7.7.1 脉冲宽度调制 7.7.2 采用H桥的直流电机转向控制 7.8 磁致伸缩驱动器7.9 形状记忆金属7.10 电活性聚合物（EAP）7.11 减速器7.12 其他系统7.13 设计项目7.13.1 设计项目1 7.13.2 设计项目27.13.3 设计项目3 7.13.4 设计项目4 小结参考文献习题第8章传感器8.1 引言8.2 传感器特性8.3 传感器的使用8.4 位置传感器8.4.1 电位器8.4.2 编码器8.4.3 线位移差动变压器 8.4.4 旋转变压器 8.4.5 传输时间测量（磁反射）型位移传感器 8.4.6 霍尔传感器 8.4.7 其他装置 8.5 速度传感器8.5.1 编码器8.5.2 测速计8.5.3 位置信号微分 8.6 加速度传感器8.7 力和压力传感器8.7.1 压电晶体 8.7.2 力敏电阻 8.7.3 应变片8.7.4 防静电泡沫 8.8 力矩传感器8.9 微动开关8.10 可见光和红外传感器8.11 接触和触觉传感器8.12 接近觉传感器8.12.1 磁感应接近觉传感器 8.12.2 光学接近觉传感器 8.12.3 超声波接近觉传感器 8.12.4 感应式接近觉传感器 8.12.5 电容式接近觉传感器 8.12.6 涡流接近觉传感器 8.13 测距仪8.13.1 超声波测距仪8.13.2 光测距仪 8.13.3 全球定位系统（GPS）8.14 嗅觉传感器8.15 味觉传感器8.16 视觉系统8.17 语音识别装置8.18 语音合成器8.19 远程中心柔顺装置8.20 设计项目小结参考文献第9章视觉系统图像处理和分析9.1 引言9.2 基本概念9.2.1 图像处理与图像分析9.2.2 二维和三维图像9.2.3 图像的本质 9.2.4 图像的获取9.2.5 数字图像 9.2.6 频域和空域 9.3 信号的傅里叶变换及频谱9.4 图像的频谱：噪声和边缘 9.5 分辨率和量化9.6 采样理论9.7 图像处理技术9.8 图像直方图9.9 阈值处理9.10 空域操作：卷积掩模9.11 连通性9.12 降噪9.12.1 采用卷积掩模的邻域平均 9.12.2 图像平均 9.12.3 频域 9.12.4 中值滤波器9.13 边缘检测9.14 锐化图像9.15 霍夫变换9.16 分割9.17 基于区域增长和区域分解的分割9.18 二值形态操作9.18.1 加厚操作 9.18.2 扩张操作 9.18.3 腐蚀操作9.18.4 骨架化 9.18.5 放缩操作 9.18.6 缩放操作9.18.7 填充操作 9.19 灰度形态操作9.19.1 腐蚀操作9.19.2 扩张操作 9.20 图像分析9.21 基于特征的物体识别9.21.1 用于物体辨识的基本特征 9.21.2 矩9.21.3 模板匹配 9.21.4 离散傅里叶描述算子9.21.5 计算机断层造影 9.22 视觉系统中的深度测量9.22.1 场景分析与映射 9.22.2 距离检测和深度分析 9.22.3 立体成像9.22.4 利用阴影和大小进行场景分析9.23 特殊光照9.24 图像数据压缩9.24.1 帧内空域技术9.24.2 帧间编码技术9.24.3 压缩技术 9.25 彩色图像9.26 启发式方法9.27 视觉系统的应用9.28 设计项目小结参考文献习题第10章模糊逻辑控制 10.1 引言 10.2 模糊控制需要什么10.3 清晰值与模糊值10.4 模糊集合：隶属度与真值度 10.5 模糊化 10.6 模糊推理规则库 10.7 清晰化 10.7.1 重心法10.7.2 Mamdani推理法 10.8 模糊逻辑控制器的仿真 10.9 模糊逻辑在机器人中的应用 10.10 设计项目小结参考文献习题附录A 矩阵代数和三角学复习附录B 图像采集系统附录C 采用MATLAB的根轨迹和伯德图附录D 利用商用软件的机器人仿真