仿人服務(wù)機器人運動學與路徑規(guī)劃

定　價：￥99.00

作　者：	張明、徐靖、劉廣輝等著
出版社：	化學工業(yè)出版社
叢編項：
標　簽：	暫缺

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ISBN：	9787122462404	出版時間：	2024-11-01	包裝：	平裝
開本：	16開	頁數(shù)：		字數(shù)：

內(nèi)容簡介

　　仿人服務(wù)機器人在外形、行為設(shè)計上模仿人類，同時兼具可移動性和可操作性，能夠在非結(jié)構(gòu)環(huán)境下為人類提供必要服務(wù)，亦是機器人研究領(lǐng)域中的熱點，有著廣泛的應(yīng)用前景。本書以自主研發(fā)的仿人家庭服務(wù)機器人為研究對象，著重介紹非球形手腕6 自由度串聯(lián)機械臂的運動學求解方法和路徑規(guī)劃方法，旨在通過探索機械臂運動、規(guī)劃、控制的機理，提升機器人在復雜作業(yè)環(huán)境中的智能操作水平。本書適宜機器人行業(yè)以及機械、自控、電氣等相關(guān)專業(yè)的技術(shù)人員閱讀，也可供醫(yī)療、康復、物流、軍事等領(lǐng)域技術(shù)人員參考。

作者簡介

　　張明，沈陽工業(yè)大學副教授，博士生導師。博士畢業(yè)于東北大學機械電子工程專業(yè)，于2018年由國家公派（CSC）赴日本高知工科大學聯(lián)合培養(yǎng)，入選沈陽市高層次創(chuàng)新人才。主要研究方向為柔性機器人技術(shù)和磁力減震技術(shù)等。主持國家自然科學青年基金項目，遼寧省自然科學基金面上項目，遼寧省教育廳青年項目，產(chǎn)學合作項目等縱向課題五項。參與國家重點研發(fā)計劃，遼寧省中央引導地方科技發(fā)展專項等項目。在國內(nèi)外重要學術(shù)期刊發(fā)表學術(shù)論文30余篇，授權(quán)發(fā)明及實用新型專利6項。

圖書目錄

第1章緒論 001
1.1 仿人服務(wù)機器人誕生與應(yīng)用 001
1.2 仿人服務(wù)機器人的發(fā)展與關(guān)鍵技術(shù) 003
1.2.1 仿人服務(wù)機器人研究及應(yīng)用概況 003
1.2.2 機器人運動學原理與前沿 009
1.2.3 路徑規(guī)劃與方法 012
1.2.4 服務(wù)機器人機械臂路徑規(guī)劃 015
1.3 關(guān)鍵技術(shù)與技術(shù)難點 017
第2章機械臂運動學分析與仿真 019
2.1 機械臂運動學分析與仿真概述 019
2.2 剛體位姿描述方法 020
2.3 機械臂正運動學分析 023
2.4 啟發(fā)式分層迭代逆解方法 027
2.4.1 FABRIK 方法原理 027
2.4.2 基于C-FABRIK 方法的逆解估計 029
2.4.3 基于解析法的逆運動學方程降維 034
2.4.4 啟發(fā)式分層迭代逆解方法的實現(xiàn)流程 038
2.4.5 冗余逆解的選取 041
2.5 啟發(fā)式分層迭代逆解方法的性能分析 042
2.6 機械臂速度與加速度分析 053
2.7 啟發(fā)式分層迭代逆解方法仿真實驗與分析 055
2.7.1 實驗設(shè)置 056
2.7.2 仿真實驗結(jié)果與討論 057
2.8 本章小結(jié) 068
第3章機械臂靜態(tài)路徑規(guī)劃方法 069
3.1 機械臂靜態(tài)路徑規(guī)劃方法概述 069
3.2 路徑規(guī)劃 071
3.2.1 位形空間 071
3.2.2 障礙物和規(guī)劃路徑的表示 073
3.3 快進樹方法（FMT*）基本原理 074
3.4 基于通知采樣技術(shù)和任意時間技術(shù)的快進樹方法（IAFMT*） 078
3.4.1 IAFMT* 方法概述 079
3.4.2 基于混合增量搜索的可行路徑規(guī)劃 082
3.4.3 通知采樣技術(shù)基本原理 085
3.4.4 基于動態(tài)尋優(yōu)搜索的高質(zhì)量路徑規(guī)劃 086
3.4.5 路徑規(guī)劃中次優(yōu)連接的產(chǎn)生與修正 090
3.5 IAFMT* 方法的性能分析 092
3.5.1 概率完備性 092
3.5.2 漸進最優(yōu)性 099
3.5.3 算法復雜度 104
3.6 實驗與分析 106
3.6.1 性能測試實驗設(shè)置 106
3.6.2 性能測試實驗結(jié)果與討論 108
3.6.3 機械臂仿真實驗與分析 112
3.7 本章小結(jié) 115
第4章機械臂動態(tài)路徑規(guī)劃方法 116
4.1 機械臂動態(tài)路徑規(guī)劃方法概述 116
4.2 高斯過程回歸模型 117
4.3 高斯隨機動態(tài)路徑規(guī)劃方法 120
4.3.1 動態(tài)規(guī)劃基本框架 120
4.3.2 基于高斯過程回歸的隨機路徑生成 122
4.3.3 局部動態(tài)平滑路徑規(guī)劃 125
4.4 高斯隨機動態(tài)路徑規(guī)劃方法的性能分析 130
4.5 機械臂動態(tài)避障實驗與分析 135
4.6 本章小結(jié) 138
第5章機械臂系統(tǒng)設(shè)計與智能取放 139
5.1 機械臂系統(tǒng)設(shè)計與智能取放概述 139
5.2 仿人服務(wù)機器人實驗平臺概述 139
5.3 服務(wù)機器人機械臂系統(tǒng)設(shè)計 145
5.3.1 機械臂系統(tǒng)設(shè)計需求分析 145
5.3.2 機械臂整體結(jié)構(gòu)設(shè)計 146
5.3.3 機械臂系統(tǒng)硬件選型 147
5.3.4 機械臂控制系統(tǒng)架構(gòu) 160
5.4 服務(wù)機器人抓取系統(tǒng)設(shè)計與構(gòu)建 162
5.4.1 抓取系統(tǒng)總體設(shè)計 162
5.4.2 抓取系統(tǒng)的構(gòu)建 164
5.5 服務(wù)機器人取放實驗 168
5.5.1 靜態(tài)規(guī)劃取放實驗設(shè)置 168
5.5.2 靜態(tài)規(guī)劃取放實驗結(jié)果與討論 170
5.5.3 動態(tài)規(guī)劃取放實驗設(shè)置 175
5.5.4 動態(tài)規(guī)劃取放實驗結(jié)果與討論 177
5.6 本章小結(jié) 182
參考文獻 184