【文章內(nèi)容簡介】 cosine symbol angle E1 can adopt the following methods: because the E1 = CE1 = the vector sign note general: many mechanics textbook treatment number of vector at a very abstract level and often used vector is defined relative to expression in different coordinate most obvious example is, in addition to vector is relative to a given or known a different frame of is usually very convenient, resulting in pact structure, elegant example, consider the angular velocity, connected in series with the last body 176。 W4 39。four rigid body(such as the manipulator links)relative to the fixed seat to the angular velocity vector addition, angular velocity equation at last link we can write a very simple vector:However, unless the information is relative to a mon coordinate system, they cannot be concluded, therefore, although elegant, equation() of the ”work“.A case study of the manipulator, such statements,()work coordinate system hidden bookkeeping, which is often we need to , in this book, we put the symbol reference frame vectors, we don39。t and carrier, unless they are in the same coordinate this way, we derive expressions for puting numerical solution, ”bookkeeping problem can be directly applied to the The robot is a typical electromechanical integration device, it uses the latest research results of machinery and precision machinery, microelectronics and puter, automation control and drive, sensor and information processing and artificial intelligence and other disciplines, with the development of economy and all walks of life to the automation degree requirements increase, the robot technology has been developing rapidly, the emergence of a variety of robotic utility of robot products, not only can solve many practical problems difficult to solve by manpower, and the promotion of industrial automation present, the research and development of robot relates to many aspects of the technology, the plexity of system structure, development and development cost is generally high, limiting the application of the technology, to some extent, therefore, the development of economic, practical, high reliability of robot system with a wide range of social significance and economic on the design of mechanical structure and drive system, the kinematics and dynamics of the cleaning robot is analysis is the basis of path planning and trajectory control of the manipulator, the kinematics analysis, inverse problem can plete the operation of space position and velocity mapping to drive space, using the homogeneous coordinate transformation method has been the end of manipulator position and arthrosis transform relations between the angle, geometric analysis method to solve the inverse kinematics problem of manipulator, provides a theoretical basis for control system robot dynamics is to study the relationship between the motion and force of science, the purpose of the study is to meet the need of realtime control, this paper use straightaway language introduced the related mechanical industrial robots and control knowledge for us, pointing the way for our future research is a very plicated learning, in order to go into it, you need to constantly learn, the road ahead is long, I shall 力學(xué)與控制摘要本書介紹了科學(xué)與工程機械操縱。這一分支學(xué)科的機器人已經(jīng)在幾個經(jīng)典的領(lǐng)域為基礎(chǔ)的。主要的相關(guān)的領(lǐng)域是力學(xué)，控制理論，計算機科學(xué)。在這本書中，第1章通過8個主題涵蓋機械工程和數(shù)學(xué)，第9章通過11個蓋控制理論材料，第12和13章可能被歸類為計算機科學(xué)材料。此外，這本書強調(diào)在計算方面的問題；例如，每章這方面主要以力學(xué)有一個簡短的章節(jié)計算考慮。這本書是從課堂筆記用來教機器人學(xué)導(dǎo)論，斯坦福大學(xué)在1983的秋天到1985。第一和第二版本已經(jīng)通過2002在從1986個機構(gòu)使用。第三版也可以從中受益的使用和采用的修正和改進由于許多來源的反饋。感謝所有那些誰修正了作者的朋友們。這本書是適合高年級本科生一年級的課程。如果學(xué)生已經(jīng)在靜力學(xué)的一門基礎(chǔ)課程有助于動力學(xué)和線性代數(shù)課程可以在高級語言程序。此外，它是有幫助的，但不是絕對必要的，讓學(xué)生完成入門課程控制理論。本書的目的是在一個簡單的介紹材料，直觀的方式。具體地說，觀眾不需要嚴格的機械工程師，雖然大部分材料是從那場。在斯坦福大學(xué)，許多電氣工程師，計算機科學(xué)家，數(shù)學(xué)家發(fā)現(xiàn)這本書很易讀。在這里我們僅對其中重要部分做出摘錄。主要內(nèi)容背景工業(yè)自動化的歷史特點是快速變化的時期流行的方法。無論是作為一個原因或一個效果，這種變化的時期自動化技術(shù)是緊密聯(lián)系在一起的世界經(jīng)濟。利用工業(yè)機器人，成為可識別在1960年代的一個獨特的裝置，隨著計算機輔助設(shè)計（CAD）系統(tǒng)和計算機輔助制造（CAM）系統(tǒng)的特點，最新的趨勢，制造業(yè)的自動化過程。這些技術(shù)是領(lǐng)先的工業(yè)自動化 通過另一個過渡，其范圍仍然是未知的。在美國北部，在早期有機器設(shè)備多采用世紀80年代，其次是上世紀80年代后期一個簡短的拉。自那時起，市場越來越多的（），雖然它是受經(jīng)濟波動，是所有市場。值得注意的是，日本的報告數(shù)量有所不同從其他地區(qū)一樣：他們算一些機器的機器人在世界的其他地方都沒有考慮機器人（而不是，他們會簡單地認為是“工廠的機器”）。因此，該報告的數(shù)字為日本有些夸大。在工業(yè)機器人的使用增長的一個主要原因是他們正在下降成本。，在上世紀90年代的十年中，機器人的價格下降了雖然人類的勞動成本增加。同時，機器人不只是越來越便宜，他們變得更有效更快，更準確，更靈活的。如果我們的因素這些質(zhì)量調(diào)整成數(shù)，使用機器人的成本下降甚至比他們的價格標簽更快。在他們的工作機器人變得更具成本效益的，作為人類勞動繼續(xù)變得更加昂貴，越來越多的工業(yè)工作成為機器人自動化的候選人。這是最重要的趨勢推動了工業(yè)機器人的市場增長。第二個趨勢是，除了經(jīng)濟，隨著機器人變得更能成為他們能夠做的更多以上的任務(wù)，可能對人類工人從事危險的或不可能的。工業(yè)機器人執(zhí)行逐步得到更多的應(yīng)用復(fù)雜的，但它仍然是，在2000年，大約78%安裝在美國進行焊接或材料搬運機器人的機器人。一個更具挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域，工業(yè)機器人，占10%裝置。這本書著重于力學(xué)和最重要的形式控制的工業(yè)機器人，機械手。到底什么是工業(yè)機器人是有時辯論。設(shè)備，而數(shù)控（NC）銑床通常不。區(qū)別在于的可編程的復(fù)雜的地方如果一個設(shè)備機械設(shè)備可以被編程為執(zhí)行各種應(yīng)用程序，它可能是一個工業(yè)機器人。這是最機部分有限的一類的任務(wù)被認為是固定的自動化。為目的本文的區(qū)別，不需要討論；大多數(shù)材料的基本性質(zhì)適用于各種可編程機?？偟膩碚f，其力學(xué)和控制機械手的研究不是一個新的科學(xué)，而只是一個收集的主題從“經(jīng)典”的領(lǐng)域。機械工程有助于機器學(xué)習(xí)方法靜態(tài)和動態(tài)的情況下。數(shù)學(xué)描述空間供應(yīng)工具機械手的運動和其他屬性。控制理論提供了工具以實現(xiàn)所期望的運動和力的應(yīng)用評價算法設(shè)計。電氣工程技術(shù)施加在傳感器的設(shè)計電氣工程技術(shù)施加在傳感器的設(shè)計和工業(yè)機器人接口，與計算機科學(xué)的基礎(chǔ)這些設(shè)備進行編程以執(zhí)行所需任務(wù)。附圖： 年安裝的多用途的工業(yè)機器人19952000年和2001年至2004年預(yù)測 機器人的價格與上世紀90年代的人類勞動成本的比較 嫻熟的6臂有六個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)（流行于眾多制造行業(yè)）力學(xué)和機械臂的控制機器人的研究中，我們不斷的關(guān)注對象的位置三維空間。這些對象是機械手的鏈接，零件和工具，它的交易，并在機器人的環(huán)境的其他對象。在一個粗而重要的水平，這些對象是由兩個屬性描述：位置和方向。當然，一個直接感興趣的話題是態(tài)度在我們所代表的這些量和操縱他們的數(shù)學(xué)。為了描述人體在空間中的位置和方向，我們將始終高度坐標系統(tǒng)，或框架，嚴格的對 象。然后我們繼續(xù)相對于一些參考描述該幀的位置和方向坐標系統(tǒng)。任何框架可以作為一個參考系統(tǒng)內(nèi)的表達一個身體的位置和方向，所以我們經(jīng)常認為轉(zhuǎn)化或改變身體的這些屬性從一幀到另一個的描述。2章討論了公約的方法處理與職位描述討論了公約的方法處理與職位描述定位和操縱這些量與數(shù)學(xué)不同的坐標系統(tǒng)。發(fā)展良好的技能有關(guān)的位置和旋轉(zhuǎn)的描述甚至在剛體機器人領(lǐng)域是非常有用的。運動學(xué)是科學(xué)的運動，對運動不考慮力這導(dǎo)致它。在運動學(xué)的科學(xué)研究，一個位置，速度，加速度，和所有的高階導(dǎo)數(shù)的位置變量（相對于時間或任何其他變量（S））。因此，機械手的運動學(xué)研究是指所有的運動的幾何和時間特性。機械手包括近剛性連接，這是由關(guān)節(jié)連接允許相鄰鏈接的相對運動。這些節(jié)點通常儀表有位置傳感器，使鄰近的鏈接是相對位置測量。在旋轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)接頭的情況下，這些位移被稱為關(guān)節(jié)角度。一些機器人包含滑動（或棱鏡）連接，其中之間的聯(lián)系相對位移是一個翻譯，有時也被稱為聯(lián)合偏移量。機械手具有數(shù)獨立的位置的變量會被指定為定位該機制的所有部分。這是一個總稱，任何機制。為例如，一個四連桿機構(gòu)只有一個自由度（即使有三運動的成員）。在典型的工業(yè)機器人的情況下，因為機器人通常是一個開放的運動鏈，因為每個關(guān)節(jié)的位置通常定義一個變量，節(jié)點的數(shù)目等于自由度。在鏈接組成的機械手的末端執(zhí)行器的自由端鏈。根據(jù)機器人的應(yīng)用，末端執(zhí)行器可以是一個抓手，焊槍，電磁鐵，或其他裝置。我們一般通過描述工具的框架描述的機械手的位置，這是連接到端部執(zhí)行器，相對于底座，所對移動機械手的基礎(chǔ)。在機械操作的研究一個非?；镜膯栴}就是了運動學(xué)。這是計算的位置的靜態(tài)幾何問題機械手的末端定位。具體而言，給定一組關(guān)節(jié)角，正向運動學(xué)問題是計算位置和方向工具架相對于底座。有時，我們認為這是改變從關(guān)節(jié)空間描述為一個機械手位置的表示笛卡爾空間的描述?！斑@個問題將在3章探討。在4章中，我們將考慮的逆運動學(xué)問題。這個問題提出了如下：給出了末端執(zhí)行器的位置和方向機械手，計算所有可能的關(guān)節(jié)角度，可以用來實現(xiàn)這個給定的位置和方向。（。）這是一個根本性的問題機械手的實際應(yīng)用。這是一個相當復(fù)雜的幾何問題，常規(guī)的解決在人類和其他生物系統(tǒng)時間每天成千上萬。在一個案