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機器人多體動力學基礎 版權信息
- ISBN：9787568087131
- 條形碼：9787568087131 ; 978-7-5680-8713-1
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
機器人多體動力學基礎 本書特色
凝聚作者多年教學研究成果，體現原創，內容適合機器人工程專業高年級本科生或一年級研究生，也可供從事此方面教學與研究的教師及科研工作者參考。
機器人多體動力學基礎 內容簡介
本書以多體系統動力學為核心，對多剛(柔)體機器人系統的動態特性進行研究。本書系統地闡述了機器人系統運動學及動力學模型的構建方法；以2桿輪式線彈性阻尼懸架移動機械手為例，對多剛(柔)體系統運動學、動力學、系統穩定性研究及系統動力學數值仿真做了詳細介紹。本書中關于機器人動力學性能分析主要來自作者近年來的教學研究成果，書中所涵蓋內容適合高年級本科生或一年級研究生，也可供從事此方面教學與研究的教師及科研工作者參考。
機器人多體動力學基礎 目錄
第1章概述(1)
1.1多體系統(1)
1.2體坐標系與全局坐標系(4)
1.3質點力學(5)
1.3.1質點運動學(6)
1.3.2質點動力學(8)
1.4剛體力學(8)
1.4.1運動學方程(9)
1.4.2剛體動力學(11)
1.5可變形/柔性體(11)
1.6運動約束(13)
1.7數值仿真模型和坐標普適性選擇(16)
1.8本書的目的和范圍(18)
第2章多體系統運動學(20)
2.1變換矩陣(20)
2.1.1變換矩陣的推導(21)
2.1.2歐拉參數(23)
2.1.3廣義位移(24)
2.2變換矩陣的性質(26)
2.2.1變換矩陣的正交性(26)
2.2.2另一種形式的變換矩陣(27)
2.3連續轉動(29)
2.3.1變換矩陣的指數形式(29)
2.3.2單坐標系法(30)
2.3.3多坐標系法(32)
2.3.4無窮小轉動(34)
2.4速度方程(35)
2.4.1角速度和姿態參數(36)
2.4.2廣義位移(38)
2.4.3相對角速度(41)
2.5加速度及其重要性質(41)
2.5.1角加速度矢量(42)
2.5.2廣義位移(42)
2.5.3歐拉參數的重要性質(43)
2.6羅德里格斯參數(44)
2.6.1與歐拉參數之間的關系(45)
2.6.2角速度矢量(46)
2.7歐拉角(47)
2.7.1角速度矢量(48)
2.7.2與歐拉參數之間的關系(49)
2.7.3另一種順序(51)
2.8方向余弦(51)
2.94×4變換矩陣(54)
2.9.1相對運動(55)
2.9.2DenavitHatenberg變換(57)
2.10不同姿態坐標之間的關系(60)
2.11基于多體運動學的六足復合運動模式機器人爬行運動學軌跡仿真研究(61)
2.12本章小結(65)
第3章多體系統動力學(66)
3.1廣義坐標和運動學約束(66)
3.1.1參考坐標(67)
3.1.2運動學約束(68)
3.1.3簡單非完整系統(71)
3.2自由度和廣義坐標分塊(72)
3.2.1廣義坐標分塊(73)
3.2.2解釋性例子(74)
3.3虛功和廣義力(79)
3.3.1靜平衡(79)
3.3.2動平衡(83)
3.3.3剛體的廣義力(85)
3.3.4受約束運動(88)
3.4拉格朗日動力學(88)
3.4.1動力學方程的形式(91)
3.4.2嵌入法(92)
3.4.3增廣形式(93)
3.5剛體動力學應用(93)
3.5.1消除約束力(95)
3.5.2使用冗余坐標(97)
3.6變分法(98)
3.7多變量歐拉方程(103)
3.6.1哈密頓原理(104)
3.6.2保守力(105)
3.8剛體系統的運動方程(108)
3.8.1運動學方程(108)
3.8.2剛體的質量矩陣(110)
3.8.3動力學方程(112)
3.9牛頓歐拉方程(113)
3.9.1動力學方程的總結(114)
3.9.2二次速度矢量(114)
2.9.3廣義力和主動力(115)
3.9.4牛頓歐拉矩陣方程(115)
3.10基于多體動力學的五連桿運動學及動力學仿真(116)
3.10.1運動學及動力學建模(116)
3.10.2數值仿真(118)
3.10.3運動學程序(120)
3.10.4動力學程序(124)
3.11本章小結(126)
第4章2桿輪式線彈性阻尼懸架移動剛體機械手運動學、動力學、靜力學研究與仿真
(129)
4.1引言(129)
4.22桿輪式懸架移動機械手運動學、動力學、靜力學分析(130)
4.2.1系統運動學分析(132)
4.2.2系統動力學分析(134)
4.2.3系統靜力學研究與移動載體參數的確定(140)
4.2.42桿輪式移動剛性機械手動力學數值仿真(140)
4.3本章小結(147)
4.4參考文獻(147)
第5章基于浮動坐標法的輪式懸架移動柔性機械手運動學、動力學及靜力學研究與仿真
(150)
5.1引言(150)
5.22桿輪式線彈性阻尼懸架移動剛柔性機械手運動學、動力學及靜力學研究
(151)
5.2.1系統運動學分析(151)
5.2.2系統動力學分析(154)
5.2.3系統靜力學研究與移動載體參數的確定(157)
5.3系統靜力學、動力學數值仿真(158)
5.3.1系統靜力學研究與移動載體參數的確定(158)
5.3.2系統動力學數值仿真(161)
5.4本章小結(169)
5.5參考文獻(170)
第6章基于有限元法2桿輪式懸架移動柔性機械手運動學、動力學及靜力學研究與仿真(173)
6.1引言(173)
6.22桿輪式線彈性阻尼懸架移動柔性機械手運動學、動力學及靜力學研究(174)
6.2.1系統運動學分析(174)
6.2.2系統動力學分析(177)
6.2.3系統靜力學研究與移動載體參數的確定(180)
6.3系統靜力學、動力學數值仿真(180)
6.3.1系統靜力學數值仿真與移動載體參數的確定(180)
6.3.2系統動力學數值仿真(181)
6.4本章小結(194)
6.5參考文獻(194)
第7章輪式懸架移動機械手動力學穩定性研究與仿真(195)
7.1引言(195)
7.2輪式移動機械手穩定性分析(198)
7.2.12桿輪式線彈性阻尼懸架移動剛性機械手穩定性分析(198)
7.2.2輪式移動機械手動力學穩定性數值仿真(200)
7.2.3基于浮動坐標法的2桿輪式線彈性阻尼懸架移動剛柔性機械手穩定性分析(203)
7.2.42桿輪式懸架移動剛柔性機械手動力學穩定性數值仿真(204)
7.2.5基于有限元法的2桿輪式線彈性阻尼懸架移動柔性機械手穩定性分析(206)
7.2.62桿輪式懸架移動剛性、剛柔性、柔性機械手動力學穩定性數值仿真(206)
7.3本章小結(208)
7.4參考文獻(208)
第8章2桿輪式移動剛柔性機械手逆動力學、靜力學研究與仿真(210)
8.1引言(210)
8.22桿輪式移動剛柔性機械手正動力學、逆動力學、靜力學分析與推導(211)
8.2.1系統正動力學分析(213)
8.2.2系統相對動力學分析(214)
8.2.3逆動力學頻域求解(214)
8.2.4時域內驅動力矩修正與誤差分析(215)
8.2.5系統靜力學研究(215)
8.3逆動力學數值仿真(216)
8.4本章小結(224)
8.5參考文獻(224)
第9章結論(227)
1.1多體系統(1)
1.2體坐標系與全局坐標系(4)
1.3質點力學(5)
1.3.1質點運動學(6)
1.3.2質點動力學(8)
1.4剛體力學(8)
1.4.1運動學方程(9)
1.4.2剛體動力學(11)
1.5可變形/柔性體(11)
1.6運動約束(13)
1.7數值仿真模型和坐標普適性選擇(16)
1.8本書的目的和范圍(18)
第2章多體系統運動學(20)
2.1變換矩陣(20)
2.1.1變換矩陣的推導(21)
2.1.2歐拉參數(23)
2.1.3廣義位移(24)
2.2變換矩陣的性質(26)
2.2.1變換矩陣的正交性(26)
2.2.2另一種形式的變換矩陣(27)
2.3連續轉動(29)
2.3.1變換矩陣的指數形式(29)
2.3.2單坐標系法(30)
2.3.3多坐標系法(32)
2.3.4無窮小轉動(34)
2.4速度方程(35)
2.4.1角速度和姿態參數(36)
2.4.2廣義位移(38)
2.4.3相對角速度(41)
2.5加速度及其重要性質(41)
2.5.1角加速度矢量(42)
2.5.2廣義位移(42)
2.5.3歐拉參數的重要性質(43)
2.6羅德里格斯參數(44)
2.6.1與歐拉參數之間的關系(45)
2.6.2角速度矢量(46)
2.7歐拉角(47)
2.7.1角速度矢量(48)
2.7.2與歐拉參數之間的關系(49)
2.7.3另一種順序(51)
2.8方向余弦(51)
2.94×4變換矩陣(54)
2.9.1相對運動(55)
2.9.2DenavitHatenberg變換(57)
2.10不同姿態坐標之間的關系(60)
2.11基于多體運動學的六足復合運動模式機器人爬行運動學軌跡仿真研究(61)
2.12本章小結(65)
第3章多體系統動力學(66)
3.1廣義坐標和運動學約束(66)
3.1.1參考坐標(67)
3.1.2運動學約束(68)
3.1.3簡單非完整系統(71)
3.2自由度和廣義坐標分塊(72)
3.2.1廣義坐標分塊(73)
3.2.2解釋性例子(74)
3.3虛功和廣義力(79)
3.3.1靜平衡(79)
3.3.2動平衡(83)
3.3.3剛體的廣義力(85)
3.3.4受約束運動(88)
3.4拉格朗日動力學(88)
3.4.1動力學方程的形式(91)
3.4.2嵌入法(92)
3.4.3增廣形式(93)
3.5剛體動力學應用(93)
3.5.1消除約束力(95)
3.5.2使用冗余坐標(97)
3.6變分法(98)
3.7多變量歐拉方程(103)
3.6.1哈密頓原理(104)
3.6.2保守力(105)
3.8剛體系統的運動方程(108)
3.8.1運動學方程(108)
3.8.2剛體的質量矩陣(110)
3.8.3動力學方程(112)
3.9牛頓歐拉方程(113)
3.9.1動力學方程的總結(114)
3.9.2二次速度矢量(114)
2.9.3廣義力和主動力(115)
3.9.4牛頓歐拉矩陣方程(115)
3.10基于多體動力學的五連桿運動學及動力學仿真(116)
3.10.1運動學及動力學建模(116)
3.10.2數值仿真(118)
3.10.3運動學程序(120)
3.10.4動力學程序(124)
3.11本章小結(126)
第4章2桿輪式線彈性阻尼懸架移動剛體機械手運動學、動力學、靜力學研究與仿真
(129)
4.1引言(129)
4.22桿輪式懸架移動機械手運動學、動力學、靜力學分析(130)
4.2.1系統運動學分析(132)
4.2.2系統動力學分析(134)
4.2.3系統靜力學研究與移動載體參數的確定(140)
4.2.42桿輪式移動剛性機械手動力學數值仿真(140)
4.3本章小結(147)
4.4參考文獻(147)
第5章基于浮動坐標法的輪式懸架移動柔性機械手運動學、動力學及靜力學研究與仿真
(150)
5.1引言(150)
5.22桿輪式線彈性阻尼懸架移動剛柔性機械手運動學、動力學及靜力學研究
(151)
5.2.1系統運動學分析(151)
5.2.2系統動力學分析(154)
5.2.3系統靜力學研究與移動載體參數的確定(157)
5.3系統靜力學、動力學數值仿真(158)
5.3.1系統靜力學研究與移動載體參數的確定(158)
5.3.2系統動力學數值仿真(161)
5.4本章小結(169)
5.5參考文獻(170)
第6章基于有限元法2桿輪式懸架移動柔性機械手運動學、動力學及靜力學研究與仿真(173)
6.1引言(173)
6.22桿輪式線彈性阻尼懸架移動柔性機械手運動學、動力學及靜力學研究(174)
6.2.1系統運動學分析(174)
6.2.2系統動力學分析(177)
6.2.3系統靜力學研究與移動載體參數的確定(180)
6.3系統靜力學、動力學數值仿真(180)
6.3.1系統靜力學數值仿真與移動載體參數的確定(180)
6.3.2系統動力學數值仿真(181)
6.4本章小結(194)
6.5參考文獻(194)
第7章輪式懸架移動機械手動力學穩定性研究與仿真(195)
7.1引言(195)
7.2輪式移動機械手穩定性分析(198)
7.2.12桿輪式線彈性阻尼懸架移動剛性機械手穩定性分析(198)
7.2.2輪式移動機械手動力學穩定性數值仿真(200)
7.2.3基于浮動坐標法的2桿輪式線彈性阻尼懸架移動剛柔性機械手穩定性分析(203)
7.2.42桿輪式懸架移動剛柔性機械手動力學穩定性數值仿真(204)
7.2.5基于有限元法的2桿輪式線彈性阻尼懸架移動柔性機械手穩定性分析(206)
7.2.62桿輪式懸架移動剛性、剛柔性、柔性機械手動力學穩定性數值仿真(206)
7.3本章小結(208)
7.4參考文獻(208)
第8章2桿輪式移動剛柔性機械手逆動力學、靜力學研究與仿真(210)
8.1引言(210)
8.22桿輪式移動剛柔性機械手正動力學、逆動力學、靜力學分析與推導(211)
8.2.1系統正動力學分析(213)
8.2.2系統相對動力學分析(214)
8.2.3逆動力學頻域求解(214)
8.2.4時域內驅動力矩修正與誤差分析(215)
8.2.5系統靜力學研究(215)
8.3逆動力學數值仿真(216)
8.4本章小結(224)
8.5參考文獻(224)
第9章結論(227)
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機器人多體動力學基礎 作者簡介
楊玉維，男，博士，天津理工大學副教授，機械工程學報審稿人、天津市濱海新區知識產權專家、鑫泉超維（天津）機電科技有限公司技術總監 。主要從事多剛/柔體動力學、生物力學、機器人（移動機械手與串/并聯機器人）技術、機電傳動與控制等方面的研究工作。先后在天津市自然科學基金一般和重點項目、國家自然科學基金項目等的資助下，開展了并聯機械手和移動機械手多體動力學相關理論和工程應用的研究，已發表論文30余篇，SCI、EI收錄多篇。
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