機器人抓取力學

王彩玲 程國建 燕並男 師曉敏

機器人抓取力學

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商品描述

在當今科技飛速發展的時代，機器人技術已經深入人們生活的各個角落。盡管我們在機器人技術上取得了顯著的迚步，但對於機器人抓取的深入理解和有效控制仍面臨諸多挑戰。 抓取作為機器人實現與環境交互的基礎能力，其重要性不言而喻。本書正是在這個背景下應運而生的，它填補了關於機器人抓取物理建模數學工具等領域文獻中的空白。本書以構型空間為基石，系統地闡述了平衡、固定和籠式抓取等的特性，幵清晰地區分了一階和二階形式閉合等關鍵概念。書中還闡述了重力、柔性和手部機構設計等因素對抓取效果的影響，這是對現有知識體系的重要拓展。 本書分為4部分，共18章：第1部分（第2～5章）主要介紹了抓取過程的基本幾何原理，它們對後續章節的理解至關重要，即使是有經驗的讀者也需要重點關註這一部分內容；第2部分（第6～11章）為無摩擦剛體抓取和姿態；第3部分（第12～15章）是摩擦剛體抓取和姿態；第4部分（第16～18章）介紹了抓取機構。 本書既適合作為高等院校本科生和研究生機器人工程相關專業的教學參考書或自學指導書，也可以作為科研人員深入研究機器人抓取問題的工具書。

目錄大綱

譯者序
原書序
第1章 引言與概要
1.1 動機與背景
1.2 本書目的
1.3 如何使用本書
1.4 推薦閱讀
1.5 機器人抓取力學簡史
1.5.1 早期影響
1.5.2 自主機器人手時代
參考文獻
第1部分 抓取過程的基本幾何原理
第2章 剛體構型空間
2.1 構型空間標識
2.2 構型空間障礙
2.3 c-障礙法線
2.4 c-障礙曲率
2.5 參考書目註釋
2.6 附錄：證明細節
練習題
參考文獻
第3章 構型空間切向量和餘切向量
3.1 c-space切向量
3.2 c-space餘切向量
3.3 切向量和餘切向量的線幾何
3.4 參考書目註釋
練習題
參考文獻
第4章 剛體的平衡抓取
4.1 剛體接觸模型
4.1.1 無摩擦接觸模型
4.1.2 庫侖摩擦接觸模型
4.1.3 軟點接觸模型
4.2 抓取映射
4.3 平衡抓取條件
4.4 內抓取力
4.5 矩標簽技術
4.6 參考書目註釋
4.7 附錄：矩標簽引理的證明
練習題
參考文獻
第5章 平衡抓取列舉
5.1 平衡抓取的線幾何描述
5.2 平面平衡抓取
5.2.1 平面兩指平衡抓取
5.2.2 平面三指平衡抓取
5.2.3 平面四指平衡抓取
5.3 空間平衡抓取
5.3.1 空間兩指平衡抓取
5.3.2 空間三指平衡抓取
5.3.3 空間四指平衡抓取
5.3.4 空間七指平衡抓取
5.4 涉及更多手指的平衡抓取
5.5 參考書目註釋
5.6 附錄
5.6.1 附錄Ⅰ：證明細節
5.6.2 附錄Ⅱ：無摩擦平衡抓取集合的範圍
練習題
參考文獻
第2部分 無摩擦剛體抓取和姿態
第6章 安全抓取概述
6.1 固定抓取
6.2 抗力旋量抓取
6.3 無摩擦接觸條件下固定和抗力旋量的對偶性
6.4 展望
6.5 參考書目註釋
6.6 附錄：證明細節
參考文獻
第7章 一階固定抓取
7.1 一階自由運動
7.2 一階運動指數
7.3 一階固定
7.4 一階運動指數的圖形化解釋
7.5 參考書目註釋
7.6 附錄：證明細節
練習題
參考文獻
第8章 二階固定抓取
8.1 二階自由運動
8.2 二階運動指數
8.3 二階固定
8.4 二階運動指數的圖形描述
8.5 參考書目註釋
8.6 附錄：證明細節
練習題
參考文獻
第9章 最小固定抓取
9.1 最小一階固定抓取
9.2 最大內切圓
9.3 最小二階固定抓取
9.3.1 使用三個凸手指進行最小固定
9.3.2 使用兩個凹手指進行最小固定
9.4 多邊形的最小二階固定化
9.5 多面體物體的最小二階固定
9.6 參考書目註釋
9.7 附錄
9.7.1 附錄Ⅰ：關於內切圓的細節
9.7.2 附錄Ⅱ：關於二維物體最小二階固定的詳細信息
練習題
參考文獻
第10章 多指籠式抓取
10.1 標量形狀參數控制的機械手
10.2 單參數機械手的構型空間
10.3 籠式結構的構型空間表示
10.4 籠式集穿刺點
10.5 兩指籠式結構的圖形描述
10.6 參考書目註釋
10.7 附錄：證明細節
練習題
參考文獻
第11章 重力下無摩擦手支撐的實例
11.1 平衡姿態的構型空間表示
11.2 穩定的平衡姿態
11.3 姿態穩定性測試
11.3.1 平衡姿態下的l-=測試
11.3.2 平衡姿態下v=0的測試
11.3.3 姿態穩定性測試總結
11.4 姿態穩定性測試公式
11.5 二維姿態的穩定平衡區域
11.5.1 姿態平衡區域計算方案
11.5.2 單支撐二維姿態的穩定區域
11.5.3 涉及三個或更多個接觸點的穩定二維姿態
11.6 三維姿態的穩定平衡區域
11.6.1 姿態平衡區域計算方案
11.6.2 單支撐三維姿態的穩定區域
11.6.3 三接觸三維姿態的穩定區域
11.6.4 六接觸三維姿態的穩定區域
11.7 參考書目註釋
11.8 附錄：證明細節
練習題
參考文獻
第3部分 摩擦剛體抓取和姿態
第12章 抗力旋量抓取
12.1 抗力旋量和內抓取力
12.2 作為線性矩陣不等式的抗力旋量
12.2.1 用半正定矩陣表示摩擦約束公式
12.2.2 作為LMI可行性問題的抗力旋量
12.3 抓取力優化
12.4 抓取的可控性
12.4.1 被抓取物體動力學
12.4.2 多指抓取的局部可控性
12.4.3 精確反饋線性化
12.5 參考書目註釋
練習題
參考文獻
第13章 抓取質量函數
13.1 基於剛體運動學的質量函數
13.2 基於抓取矩陣的質量函數
13.3 基於抓取多邊形的質量函數
13.4 基於接觸點位置的質量函數
13.5 基於接觸力大小的質量函數
13.6 基於任務指定的手指力優化
13.7

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