為適應機器人產業發展以及新工科對自動化類、機械類機器人技術相關專業人纔培養的要求，本書以建模、標定、規劃、控制、視覺等為主要內容，較為繫統地闡述了機器人控制技術的相關基礎知識。

       本書共九章。D1章介紹機器人發展史和機器人基本知識；D2章介紹機器人坐標變換、分析機器人運動學；D3章介紹機器人工件坐標繫和工具坐標繫的標定方法；D4章討論機器人關節空間軌跡規劃和笛卡兒空間軌跡規劃；D5章分析機器人雅可比矩陣和機器人動力學建模方法；D6章介紹關節驅動和單關節D立線性控制；D7章討論機器人的非線性控制方法；D8章分析機器人力位混合控制和阻抗控制；D9章介紹機器人視覺基本原理和圖像處理技術。本書自D2章起每章*後都針對重點知識點設計了相應的習題。

       本書可作為機器人工程、智能制造、自動化、機械設計制造及其自動化、機械電子工程等專業本科生或相關學科研究生的教材或參考書，也可供從事機器人研發、應用的科技工作者參考。

       本書配有電子課件，選用本教材的教師可通過以下方式之一索取：登錄www.cmpedu.com注冊下載，加 jinaqing_candy索取，或發郵件至jinacmp@163.com索取(注明姓名、學校等信息)。

前言

D1章緒論1

1.1機器人概述1

1.1.1機器人的起源1

1.1.2機器人的定義與特點2

1.1.3機器人技術的發展3

1.2機器人分類6

1.3機器人的主要技術參數9

D2章機器人運動學分析13

2.1位姿描述與坐標變換13

2.1.1位置和姿態的表示13

2.1.2坐標變換15

2.1.3齊次坐標變換16

2.1.4通用旋轉變換18

2.2姿態的歐拉角描述20

2.3連杆描述與DH參數22

2.4典型機械臂結構及正運動學25

2.4.1RRR平面三連杆25

2.4.2RRR擬人臂26

2.4.3RRR球形腕26

2.4.4RRP球形臂28

2.5逆運動學問題30

2.5.1平面三連杆的求解30

2.5.2擬人臂的求解31

2.5.3球形腕的求解32

2.5.4球形臂的求解33

2.6典型6R工業機器人運動學實例34

2.6.1工業機器人 DH建模37

2.6.2工業機器人正運動學分析38

2.6.3工業機器人逆運動學分析40

習題44

D3章機器人坐標繫標定48

3.1機器人坐標繫標定概述48

3.2機器人工具坐標繫的標定48

3.2.1機器人坐標繫的定義48

3.2.2工具坐標繫的標定50

3.2.3工件坐標繫的標定52

3.3標定實例55

習題58

D4章機器人操作臂軌跡規劃59

4.1機器人軌跡規劃基本概念59

4.2關節空間路徑規劃62

4.2.1多項式路徑規劃62

4.2.2拋物線擬合線性插值路徑規劃64

4.3笛卡兒空間路徑規劃67

4.3.1軌跡規劃的基本描述67

4.3.2空間直線位置插值68

4.3.3空間圓弧位置插值68

4.3.4升降速控制69

4.3.5姿態插值69

習題71

D5章機器人動力學72

5.1雅可比矩陣與速度變換72

5.1.1雅可比矩陣72

5.1.2兩關節機器人雅可比矩陣73

5.1.3六關節機器人雅可比矩陣74

5.1.4奇異性74

5.2靜力學分析與力雅可比矩陣75

5.2.1靜力學分析75

5.2.2力雅可比矩陣77

5.3機器人動力學建模79

5.3.1拉格朗日方程79

5.3.2兩關節機器人動力學建模80

5.3.3桁架機器人動力學83

5.4關節空間和操作空間動力學85

5.5一般關節空間動力學86

習題87

D6章機器人關節驅動與線性控制89

6.1機器人控制概述89

6.1.1機器人控制方式89

6.1.2機器人位置控制90

6.1.3二階線性繫統91

6.2機器人傳感器92

6.2.1機器人傳感器分類92

6.2.2常見的內部傳感器93

6.2.3機器人外部傳感器94

6.3關節驅動與位置控制95

6.3.1直流電動機模型95

6.3.2單關節建模96

6.3.3單關節位置比例控制97

6.3.4交流伺服電動機與驅動99

6.4工業機器人控制繫統舉例102

6.4.1工業機器人控制繫統102

6.4.2PUMA560機器人工作原理103

習題104

D7章機器人非線性控制105

7.1非線性控制基礎105

7.2李雅普諾夫穩定性理論107

7.2.1穩定性基本概念108

7.2.2李雅普諾夫直接法108

7.3PD位置控制113

7.4操作臂的非線性跟蹤控制117

7.4.1前饋PD控制117

7.4.2計算力矩控制120

習題122

D8章機器人的力控制123

8.1質量彈簧繫統力控制123

8.2約束運動125

8.3力/位置混合控制127

8.4阻抗控制130

8.5力控實例132

8.5.1力/位置混合控制實例132

8.5.2阻抗控制實例132

習題134

D9章機器人視覺136

9.1機器人視覺概述136

9.1.1視覺繫統137

9.1.2視覺傳感器138

9.2視覺算法與圖像處理139

9.2.1數據結構139

9.2.2灰度值變換139

9.2.3圖像平滑140

9.2.4傅裡葉變換142

9.2.5幾何變換143

9.2.6圖像分割146

9.2.7特征提取146

9.2.8形態學148

9.2.9邊緣提取150

9.33D視覺技術153

9.3.1攝像機模型和參數153

9.3.2攝像機標定154

9.3.3雙目立體視覺155

9.3.4光片技術156

9.3.5結構光技術157

9.3.6焦距深度技術158

9.3.7飛行時間技術159

9.4機器人視覺實例160

9.4.1軟硬件平臺161

9.4.2繫統配置162

9.4.3眼手標定162

9.4.4工件的二維圖像處理163

9.4.5參考繫坐標轉換163

習題164

參考文獻166