少自由度并聯(lián)機器人機構(gòu)動力學
定 價：129 元
當前圖書已被 1 所學校薦購過！
查看明細
- 作者：劉善增著
- 出版時間：2015/11/25
- ISBN：9787030463906
- 出 版 社：科學出版社
- 中圖法分類：TP242
- 頁碼：334
- 紙張：20.875
- 版次：31
- 開本：16K
近十余年，少自由度并聯(lián)機器人機構(gòu)成為了國際機構(gòu)學界研究的熱點，受到了各行各業(yè)的廣泛關(guān)注。由于少自由度并聯(lián)機器人與六自由度并聯(lián)機器人相比，具有機械結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低和容易控制等優(yōu)點，在工業(yè)、生活中具有廣泛的應用前景。少自由度并聯(lián)機器人的動力學研究是其高精度控制和應用的前提與基礎。本書的主要內(nèi)容包括:機構(gòu)學的基礎知識、少自由度剛性并聯(lián)機器人機構(gòu)的運動學和動力學，以及柔性并聯(lián)機器人機構(gòu)的動力學建模與分析等八章內(nèi)容。同時，為了方便讀者閱讀本書和進行機器人機構(gòu)學的相關(guān)研究，還特別在本書附錄中編入了與機器人機構(gòu)學有關(guān)的數(shù)學基礎知識、微分方程求解以及物體轉(zhuǎn)動慣量等內(nèi)容。本書可以作為在機械工程、自動化、機器人技術(shù)、智能控制等行業(yè)從事機構(gòu)學或機器人研究和應用開發(fā)的科研工作者、工程技術(shù)人員和高等院校師生的學習、科研參考書。
更多科學出版社服務，請掃碼獲取。
目錄
序言
第1章 緒論 1
1.1 機器人 1
1.2 并聯(lián)機器人 1
1.3 柔性機器人 8
1.4 機構(gòu)學的發(fā)展階段與機器人機構(gòu)學的研究內(nèi)容 8
1.4.1 機構(gòu)學的發(fā)展階段 8
1.4.2 機器人機構(gòu)學的研究內(nèi)容 9
1.4.3 機器人機構(gòu)動力學 9
1.5 本書主要內(nèi)容 12
第2章 機構(gòu)學的基礎知識 14
2.1 機構(gòu)學與機器入學的基礎知識 14
2.1.1 構(gòu)件及其自由度 14
2.1.2 運動副及其分類 14
2.1.3 運動鏈與機構(gòu) 17
2.1.4 機構(gòu)的活動度 20
2.1.5 機器人機構(gòu)的分類 20
2.2 機械動力學的研究內(nèi)容與方法 27
2.2.1 機械系統(tǒng)中常見的動力學問題 27
2.2.2 機械動力學分析的一般過程 28
2.2.3 機械系統(tǒng)中的元件組成 28
2.2.4 建立動力學模型的原理與方法 30
2.3 位姿描述與坐標變換 39
2.3.1 位姿描述 39
2.3.2 點的映射 42
2.3.3 齊次坐標與齊次變換 44
2.3.4 運動算子 46
2.3.5 變換矩陣的運算 48
2.3.6 變換方程 50
2.3.7 歐拉角與RPY角 52
2.3.8 旋轉(zhuǎn)變換通式 57
2.4 機器人機構(gòu)的構(gòu)件位姿描述 62
2.4.1 構(gòu)件參數(shù)和運動副變量 62
2.4.2 構(gòu)件位姿描述 63
2.5 速度、加速度的變換 64
2.5.1 速度變換 64
2.5.2 機器人機構(gòu)的構(gòu)件速度描述 67
2.5.3 雅可比 68
2.5.4 加速度變換 71
2.5.5 機器人機構(gòu)的構(gòu)件加速度描述 72
2.6 機器人機構(gòu)中的靜力分析 72
2.6.1 構(gòu)件的受力與平衡方程 73
2.6.2 等效關(guān)節(jié)力與力雅可比矩陣 74
2.7 速度與靜力的笛卡兒變換 75
第3章 少自由度并聯(lián)機器人機構(gòu)的運動學和動力學 77
3.1 平面五桿機構(gòu)的運動學與動力學分析 78
3.1.1 平面五桿機構(gòu)的運動學分析 78
3.1.2 平面五桿機構(gòu)的動力學分析 80
3.1.3 算例分析 82
3.2 3-RRR并聯(lián)機構(gòu)的運動學與動力學分析 85
3.2.1 3-RRR并聯(lián)機構(gòu)的運動學分析 85
3.2.2 3-RRR并聯(lián)機構(gòu)的動力學分析 88
3.2.3 算例分析 91
3.3 3-RRS并聯(lián)機構(gòu)的運動學與動力學分析 93
3.3.1 3-RRS并聯(lián)機構(gòu)的位姿分析 93
3.3.2 3-RRS并聯(lián)機構(gòu)的運動學分析 96
3.3.3 3-RRS并聯(lián)機構(gòu)的動力學分析 101
3.3.4 算例分析 104
3.4 3-RRC并聯(lián)機構(gòu)的運動學與動力學分析 106
3.4.1 3-RRC并聯(lián)機構(gòu)的運動學分析 106
3.4.2 3-RRC并聯(lián)機構(gòu)的動力學分析 110
3.4.3 算例分析 113
第4章 柔性并聯(lián)機器人機構(gòu)的動力學建模與求解 117
4.1 引言 117
4.2 柔性機器人動力學分析方法 118
4.3 3-RRR柔性并聯(lián)機器人機構(gòu)的動力學建模 120
4.3.1 基于相對坐標法的支鏈運動微分方程 121
4.3.2 基于絕對坐標法的支鏈運動微分方程 127
4.3.3 運動學約束條件 134
4.3.4 動力學約束條件 138
4.3.5 系統(tǒng)的動力學方程 138
4.3.6 基于剛?cè)狁詈系挠邢拊Ｐ?140
4.3.7 算例分析 147
4.3.8 模型分析 151
4.4 3-RRS柔性并聯(lián)機器人機構(gòu)的動力學建模 152
4.4.1 系統(tǒng)單元劃分 152
4.4.2 柔性構(gòu)件的單元模型 152
4.4.3 單元位移型函數(shù) 153
4.4.4 單元動能 155
4.4.5 單元變形能 155
4.4.6 單元動力學方程 156
4.4.7 支鏈動力學方程 156
4.4.8 運動學約束 161
4.4.9 動力學約束 164
4.4.1 0系統(tǒng)動力學方程 166
4.5 方程求解 168
4.6 3-RRC與3-RSR柔性并聯(lián)機器人機構(gòu)的建模簡介 170
4.7 算例分析 173
第5章 柔性并聯(lián)機器人機構(gòu)的動力分析 177
5.1 引言 177
5.2 機構(gòu)動態(tài)力分析 177
t.3 構(gòu)件動應力分析 181
5.4 算例分析 183
第6章 柔性并聯(lián)機器人機構(gòu)的虛擬樣機仿真 188
6.1 引言 188
6.2 SAMCEF軟件簡介 188
6.3 SAh1CEF軟件仿真流程 190
6.4 柔性并聯(lián)機器人機構(gòu)的動態(tài)仿真 191
6.4.1 3-RRR柔性并聯(lián)機器人仿真 191
6.4.2 3-RRS柔性并聯(lián)機器人仿真 193
6.4.3 3-RSR柔性并聯(lián)機器人仿真 209
6.4.4 3-RRC柔性并聯(lián)機器人仿真 217
第7章 柔性并聯(lián)機器人機構(gòu)的動態(tài)特性分析與優(yōu)化設計 221
7.1 引言 221
7.2 頻率特性分析 221
7.2.1 特性分析 221
7.2.2 算例分析 223
7.3 阻尼振動特性分析 226
7.3.1 特性分析 226
7.3.2 算例分析 227
7.4 構(gòu)件截面參數(shù)的優(yōu)化設計 228
7.4.1 截面參數(shù)優(yōu)化的數(shù)學模型 229
7.4.2 算例分析 230
第8章 柔性并聯(lián)機器人機構(gòu)的運動規(guī)劃與動力規(guī)劃 234
8.1 引言 234
8.2 初始位形優(yōu)化 235
8.2.1 插值函數(shù)分析 236
8.2.2 算例分析 239
8.3 輸入運動規(guī)劃 240
8.3.1 輸入運動規(guī)劃分析 240
8.3.2 算例分析 241
8.4 動力規(guī)劃 244
8.4.1 動力規(guī)劃分析 244
8.4.2 算例分析 244
主要參考文獻 247
附錄A 數(shù)學基礎知識 257
A.1 代數(shù) 257
A.1.1 冪與對數(shù) 257
A.1.2 排列與組合 258
A.1.3 矩陣與行列式 259
A.1.4 代數(shù)方程 263
A.1.5 常見函數(shù)的級數(shù)展開 264
A.2 三角函數(shù)與雙曲函數(shù) 265
A.2.1 三角函數(shù)公式 265
A.2.2 三角函數(shù)方程的求解 265
A.2.3 平面三角形 266
A.2.4 廈三角函數(shù) 266
A.2.5 雙曲函數(shù) 266
A.2.6 三角函數(shù)與指數(shù)函數(shù)及雙曲函數(shù)的關(guān)系 267
A.3 導數(shù)與微分 267
A.3.1 一般公式 267
A.3.2 基本公式 268
A.4 積分 269
A.4.1 不定積分 269
A.4.2 定積分 273
A.5 矢量及其運算 275
A.5.1 矢量代數(shù) 275
A.6 平面與直線 278
A.6.1 平面及其方程 278
A.6.2 直線及其方程 279
附錄B 物體的轉(zhuǎn)動慣量 281
B.1 物體轉(zhuǎn)動慣量的一般理論 281
B.1.1 轉(zhuǎn)動慣量的定義 281
B.1.2 慣性半徑 281
B.1.3 轉(zhuǎn)動慣量的定理 282
B.1.4 慣量積 282
B.1.5 慣量橢圓體 283
B.2 面積慣性矩的一般理論 283
B.2.1 面積慣性矩的定義 283
B.2.2 面積慣性矩的定理 284
B.2.3 慣性橢圓 284
B.3 簡單形狀物體的轉(zhuǎn)動慣量計算 285
B.4 轉(zhuǎn)動慣量的測定 286
附錄C 角坐標系表示法的24種等價旋轉(zhuǎn)矩陣 290
C.1 12種歐拉角表示法的旋轉(zhuǎn)矩陣 290
C.2 12種繞固定軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)矩陣 291
附錄D 機構(gòu)運動微分方程的求解 293
D.1 直接積分法 294
D.1.1 中心差分法 294
D.1.2 Houbo1t法 296
D.1.3 線性加速度法 298
D.1.4 Wi1soii *法 299
D.1.5 Newmark法 301
D.2 實振型疊加法 303
D.2.1 振型的廣義位移 303
D.2.2 忽略阻尼的分析 305
D.2.3 有阻尼的分析 306
D.3 復振型疊加法 307
D.3.1 阻尼系統(tǒng)特征值問題 307
D.3.2 阻尼系統(tǒng)振型的正交性 309
D.3.3 響應的求解 310
附錄E 平面柔性并聯(lián)機器人機構(gòu)動力學方程的相關(guān)矩陣 312
附錄F 空間柔性并聯(lián)機器人機構(gòu)動力學方程的相關(guān)矩陣 319
F.1 單元質(zhì)量矩陣Me 319
F.2 單元剛度矩陣Ke 320
F.3 支鏈BiCiPi只的系統(tǒng)廣義坐標與單元構(gòu)件BiGi的系統(tǒng)廣義坐標之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系 321
F.4 支鏈BiCiPi只的系統(tǒng)廣義坐標與單元構(gòu)件CiPi的系統(tǒng)廣義坐標之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系 322
書單推薦
