協(xié)作機器人——感知、交互、操作與控制技術(shù) 劉星
定 價：45 元
當前圖書已被 2 所學校薦購過！
查看明細
- 作者：劉星
- 出版時間：2024/11/1
- ISBN：9787111766063
- 出 版 社：機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TP24
- 頁碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：
- 開本：16開
當前，協(xié)作機器人已成為機器人研究、開發(fā)與應用的主流。本書較為系統(tǒng)地介紹了協(xié)作機器人的基本概念及其在感知、交互、操作與控制等領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，能夠幫助讀者了解并快速走上協(xié)作機器人的研究、開發(fā)之路。本書共13 章，分別為協(xié)作機器人概論、協(xié)作機器人運動學、協(xié)作機器人動力學、協(xié)作機器人感知、協(xié)作機器人力控制、協(xié)作機器人阻抗控制、人-機器人交互技術(shù)、機器人-環(huán)境交互技術(shù)、協(xié)作機器人操作技能學習、車臂復合協(xié)作機器人、協(xié)作機器人在航空航天領(lǐng)域的應用、協(xié)作機器人仿真實驗，以及協(xié)作機器人發(fā)展趨勢。
本書可作為高等院校機器人工程、自動化、計算機、機械工程、航空航天及相關(guān)專業(yè)研究生和高年級本科生的輔助教材，也可供研究開發(fā)人員、工程技術(shù)人員及自學者參考。
本書系統(tǒng)而全面地覆蓋了協(xié)作機器人領(lǐng)域的核心知識體系。 從感知技術(shù)出發(fā)， 探討了機器人如何通過視覺、 觸覺、 力覺等多種傳感器獲取環(huán)境信息， 實現(xiàn)對外界世界的精準感知； 進而深入到交互技術(shù)， 分析了機器人如何理解人類意圖， 以及如何通過自然語言、 手勢等多種方式與人類進行有效溝通； 在操作與控制技術(shù)部分， 詳細闡述了機器人運動規(guī)劃、 力控制、 柔順控制、 操作技能學習等關(guān)鍵技術(shù)， 以及如何通過先進的控制算法實現(xiàn)復雜任務下的精準操作與高效執(zhí)行。
本書不僅注重理論知識的闡述， 更強調(diào)實踐應用的指導， 以幫助讀者將所學知識轉(zhuǎn)化為解決實際問題的能力， 為未來的科研與工程實踐打下堅實的基礎。
隨著我國機器人應用領(lǐng)域的不斷拓展，傳統(tǒng)工業(yè)機器人已不能滿足當前社會生產(chǎn)和生活的需求。機器人與人在共享的工作空間中協(xié)作完成復雜的任務，已成為機器人行業(yè)新的發(fā)展趨勢。這一新的發(fā)展趨勢對機器人的安全性和可操作性提出了更高的要求。感知、交互、操作和控制是應對這一要求的關(guān)鍵技術(shù)。
傳統(tǒng)工業(yè)機器人缺乏感知能力，通常采用高剛度的位置控制模式，柔順性差，難以適應人機協(xié)作的生產(chǎn)環(huán)境，一旦出現(xiàn)碰撞操作人員或障礙物的情況，可能會造成嚴重的安全事故，存在較大的安全隱患。傳統(tǒng)的解決方案是將機器人視為危險源，通過圍欄等設施建立隔離空間，同時通過復雜的編程與嚴格的管理來提高機器人系統(tǒng)的安全性，無法實現(xiàn)人機協(xié)作。新型機器人為了完成越來越多樣化的任務，非常注重人機協(xié)作。未來將是人-機器人共融的時代，因此研發(fā)具有多模態(tài)感知、流暢人機交互和高性能操作控制功能的協(xié)作機器人在工程實踐中具有重要的意義。
在國防軍工、航空航天、災難救援等復雜或極端危險的作業(yè)領(lǐng)域，協(xié)作機器人代替或協(xié)助操作人員完成作業(yè)任務也已成為重要的發(fā)展趨勢，非結(jié)構(gòu)化的工作環(huán)境以及復雜的作業(yè)任務對于機器人的感知、認知、決策、行動等都提出了更高的要求。人機協(xié)同完成復雜作業(yè)任務成為當前的最佳解決方案。本書將為相關(guān)領(lǐng)域的從業(yè)者提供重要理論、方法及應用參考。希望本書的出版能夠?qū)ξ覈鴧f(xié)作機器人的研究和應用起到推動的作用。
本書的編寫受到西北工業(yè)大學“十四五”研究生教材建設項目的資助。本書在編寫過程中，得到了西北工業(yè)大學航天學院黃攀峰教授、劉正雄教授、常海濤副研究員等的大力支持，課題組研究生郭琪、王高照、劉子昊、李冰倩等在本書的校稿方面付出了大量勞動。本書的很多想法來源于編者在新加坡國立大學葛樹志教授實驗室聯(lián)培時的研究工作，在此向葛樹志教授表示衷心的感謝。編者的博士生導師，西安交通大學梅雪松教授對本書進行了審閱并作序，在此一并感謝。
由于編者能力有限，同時協(xié)作機器人作為一個新生事物還在不斷發(fā)展當中，因此書中難免存在紕漏，懇請各位讀者批評指正。
編者
高等院校老師
第1章協(xié)作機器人概論
1.1協(xié)作機器人基本概念
1.2協(xié)作機器人國外發(fā)展現(xiàn)狀
1.3協(xié)作機器人國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
1.4協(xié)作機器人特點
1.5人機協(xié)作方式
1.6協(xié)作機器人分類
1.7協(xié)作機器人關(guān)鍵技術(shù)
1.8協(xié)作機器人柔順控制
第2章協(xié)作機器人運動學
2.1協(xié)作機器人正運動學
2.2協(xié)作機器人逆運動學
2.3冗余機器人逆運動學
2.4協(xié)作機器人路徑規(guī)劃
第3章協(xié)作機器人動力學
3.1機械臂動力學建模
3.2基于拉格朗日方程的機械臂動力學建模
3.3基于柔性動力學的機械臂建模
第4章協(xié)作機器人感知
4.1協(xié)作機器人力覺感知
4.2協(xié)作機器人觸覺感知
4.3協(xié)作機器人視覺感知
4.4協(xié)作機器人聽覺感知
4.5人類肢體動作感知
4.6多模態(tài)融合感知
第5章協(xié)作機器人力控制
5.1力控制概念
5.2力控制方法
5.3力/位置混合控制方法
5.4總結(jié)
第6章協(xié)作機器人阻抗控制
6.1阻抗控制概念
6.2基于力控制的阻抗控制
6.3基于位置控制的阻抗控制
6.4阻抗控制應用實例
第7章人-機器人交互技術(shù)
7.1人-機器人交互概述
7.2人-機器人交互接口
7.3人-機器人協(xié)作控制
7.4機器人動態(tài)行為控制
7.5主動人-機器人協(xié)作
第8章機器人-環(huán)境交互技術(shù)
8.1機器人-環(huán)境交互分類
8.2機器人-環(huán)境交互建模
8.3機器人-環(huán)境交互控制
8.4機器人-環(huán)境交互控制發(fā)展趨勢
第9章協(xié)作機器人操作技能學習
9.1協(xié)作機器人操作分類
9.2協(xié)作機器人操作過程建模
9.3協(xié)作機器人操作技能建模
9.4協(xié)作機器人操作控制策略
9.5協(xié)作機器人操作技能學習
9.6協(xié)作機器人靈巧操作
9.7協(xié)作機器人操作技能推理
第10章車臂復合協(xié)作機器人
10.1復合機器人基本概念
10.2復合機器人研究發(fā)展現(xiàn)狀
10.3復合機器人車臂協(xié)同控制技術(shù)
10.4復合機器人主動柔順控制技術(shù)
第11章協(xié)作機器人在航空航天領(lǐng)域的應用
11.1協(xié)作機器人在航空制造領(lǐng)域的應用
11.2協(xié)作機器人在航天制造領(lǐng)域的應用
11.3協(xié)作機器人與空間在軌服務
第12章協(xié)作機器人仿真實驗
12.1典型仿真平臺
12.2仿真實驗方法
12.3典型應用場景
第13章協(xié)作機器人發(fā)展趨勢
13.1人工智能和協(xié)作機器人的融合
13.2結(jié)構(gòu)的模塊化和仿生
13.3混合協(xié)作機器人
13.4認知與行為控制
13.5人機混合智能系統(tǒng)
13.6人機協(xié)同智能增強
參考文獻
書單推薦
