●Introdução à Robótica: Mecânica e Controle, Quarta Edição
Prefácio do tradutor
Prefácio
Capítulo 1 Visão geral
1.1 Antecedentes
1.2 Mecânica e controle do manipulador
1.3 Símbolos
Referências
exercício
Exercícios de Programação
Exercícios de MATLAB
Capítulo 2 Descrição e Transformação do Espaço
2.1 Introdução
2.2 Descrição: Posição, Atitude e Pose
2.3 Mapa: A transformação de um sistema de coordenadas para outro sistema de coordenadas
2.4 Operadores: Translação, Rotação e Transformação
2.5 Resumo e explicação
2.6 Cálculo da transformação
2.7 Equação de transformação
2.8 Outras descrições de postura
2.9 Transformação de Vetores Livres
2.10 Problemas de Cálculo
Referências
exercício
Exercícios de Programação
Exercícios de MATLAB
Capítulo 3 Cinemática do Manipulador
3.1 Introdução
3.2 Descrição da biela
3.3 Descrição da conexão da biela
3.4 Definição das Coordenadas do Elo
3.5 Cinemática do manipulador
3.6 Espaço do driver, espaço articular e espaço cartesiano
3.7 Exemplo: Esportes de dois robôs industriais
3.8 Nomenclatura padrão de sistemas de coordenadas
3.9 Localização da Ferramenta
3.10 Problemas de Cálculo
Referências
exercício
Exercícios de Programação
Exercícios de MATLAB
Capítulo 4 Operação Braço Reverso Esportes
4.1 Introdução
4.2 Existência de soluções
4.3 Descrição do subespaço do manipulador quando n<6
4.4 Soluções algébricas e geométricas
4.5 Solução algébrica para simplificar polinômios
4.6 Solução de Pieper para três eixos concorrentes
4.7 Exemplo de Cinemática Inversa do Manipulador
4.8 Sistema de coordenadas padrão
4.9 Solução do Manipulador
4.10 Repetibilidade e precisão
4.11 Questões computacionais
Referências
exercício
Exercícios de Programação
Exercícios de MATLAB
Capítulo 5 Jacobi: Velocidade e Estática
5.1 Introdução
5.2 Representação Simbólica de Posição e Atitude Variáveis no Tempo
5.3 Velocidade linear e angular de um corpo rígido
5.4 Estudo Adicional sobre Velocidade Angular
5.5 Movimento do Elo do Robô
5.6 Velocidade de transferência entre bielas
5.7 Jacobiano
5.8 Singularidade
5.9 Força estática do braço do manipulador
5.10 Jacobiana no domínio da força
5.11 Transformação cartesiana de velocidade e força estática
Referências
exercício
Exercícios de Programação
Exercícios de MATLAB
Capítulo 6 Dinâmica do Manipulador
6.1 Introdução
6.2 Aceleração de um Corpo Rígido
6.3 Distribuição de massa
6.4 Equações de Newton e equações de Euler
6.5 Equação dinâmica recursiva de Newton-Euler
6.6 Forma Iterativa e Forma Fechada
6.7 Exemplos de Aplicação de Equações Cinéticas de Forma Fechada
6.8 Estrutura das equações dinâmicas do manipulador
6.9 Equações de Lagrange para a dinâmica do manipulador
6.10 Dinâmica do Manipulador no Espaço Cartesiano
6.11 Considerando a influência de corpos não rígidos
6.12 Simulação Dinâmica
6.13 Questões de Cálculo
Referências
exercício
Exercícios de Programação
Exercícios de MATLAB
Capítulo 7 Geração de Trajetória
7.1 Introdução
7.2 Visão Geral da Descrição de Caminho e Geração de Caminho
7.3 Métodos de Planejamento para Espaço Conjunto
7.4 Método de Planejamento Espacial Descartado
7.5 Problemas Geométricos de Caminhos Cartesianos
7.6 Geração de caminhos em tempo real
7.7 Usando Linguagem de Programação de Robôs para Descrever Caminhos
7.8 Planejamento de Caminho Usando Modelos Dinâmicos
7.9 Planejamento de Caminho Livre de Colisão
Referências
exercício
Exercícios de Programação
Exercícios de MATLAB
Capítulo 8 Projeto Mecânico do Manipulador
8.1 Introdução
8.2 Design Baseado nos Requisitos da Tarefa
8.3 Configuração cinemática
8.4 Métodos Quantitativos para Propriedades do Espaço de Trabalho
8.5 Estrutura Redundante e Estrutura de Cadeia Fechada
8.6 Esquema de Driver
8.7 Rigidez e deformação
8.8 Detecção de localização
8.9 Encoder Óptico
8.10 Sensoriamento de Força
Referências
exercício
Exercícios de Programação
Exercícios de MATLAB
Capítulo 9 Controle Linear de Manipuladores
9.1 Introdução
9.2 Feedback e Controle em Malha Fechada
9.3 Sistemas Lineares de Segunda Ordem
9.4 Controle de Sistemas de Segunda Ordem
9.5 Decomposição das leis de controle
9.6 Controle de Rastreamento de Trajetória
9.7 Supressão de Interferência
9.8 Controle Contínuo e Controle em Tempo Discreto
9.9 Modelagem e Controle de Juntas Singulares
9.10 Estrutura do Controlador de Robô Industrial
Referências
exercício
Exercícios de Programação
Exercícios de MATLAB
Capítulo 10 Controle Não Linear de Manipuladores
10.1 Introdução
10.2 Sistemas Não Lineares e Variantes no Tempo
10.3 Sistemas de Controle de Múltiplas Entradas e Múltiplas Saídas
10.4 Problemas de controle do braço manipulador
10.5 Problema real
10.6 Sistemas de Controle de Robôs Industriais Atuais
10.7 Análise de Estabilidade de Lyapunov
10.8 Sistemas de Controle Baseados em Coordenadas Cartesianas
10.9 Controle Adaptativo
Referências
exercício
Exercícios de Programação
Capítulo 11 Controle de Força de Manipuladores
11.1 Introdução
11.2 Aplicação de Robôs Industriais em Operações de Montagem
11.3 Controlando Sistemas de Coordenadas em Tarefas Parcialmente Restritas
11.4 Problema de Controle Misto de Força/Posição
11.5 Controle de Força de Sistemas Massa-Mola
11.6 Método de Controle Híbrido Força/Posição
11.7 Métodos de Controle de Corrente de Robôs Industriais
Referências
exercício
Exercícios de Programação
Capítulo 12 Linguagem de Programação de Robôs e Sistema de Programação
12.1 Introdução
12.2 Três Níveis de Desenvolvimento de Robôs Programáveis
12.3 Exemplos de Aplicação
12.4 Condições necessárias para linguagem de programação de robôs
12.5 Questões Especiais em Linguagens de Programação de Robôs
Referências
exercício
Exercícios de Programação
Capítulo 13 Sistema de Programação Offline
13.1 Introdução
13.2 Pontos Chave do Sistema de Programação Offline
13.3 Simulador de PILOTO
13.4 Subtarefas Automáticas de Sistemas de Programação Offline
Referências
exercício
Exercícios de Programação
Apêndice A Identidades Trigonométricas
Apêndice B 24 métodos de configuração de arranjo de canto
Apêndice C Fórmulas de Cinemática Inversa
Respostas para alguns exercícios
índice

Este livro explica sistematicamente o conhecimento teórico da robótica. Os principais conteúdos incluem: descrição e transformação da postura espacial, cinemática direta e cinemática inversa de manipuladores, Jacobiana de manipuladores, dinâmica de manipuladores, planejamento de trajetória, projeto de mecanismo de manipuladores, controle linear e não linear de manipuladores, controle de força de manipuladores, linguagem de programação de robôs e programação offline. Além disso, exercícios, exercícios de programação e exercícios em MATLAB de diferentes dificuldades são incluídos ao final de cada capítulo. Este livro pode ser usado como livro didático e livro de referência para cursos relevantes em faculdades e universidades, e também pode ser usado como referência para pessoal técnico relevante.

Escrito por John J. Craig (EUA); traduzido por Yun Chao e Wang Wei

Introdução à Robótica: Mecânica e Controle, Quarta Edição Cientistas frequentemente sentem que estão aprendendo mais sobre si mesmos através de seu trabalho. Físicos reconhecem isso em seu trabalho, assim como psicólogos e químicos. No estudo da robótica, a relação entre o campo de estudo e o pesquisador é particularmente evidente. Ao contrário das ciências naturais, que são puramente analíticas, a robótica é atualmente uma disciplina de engenharia que é mais sintética. Talvez por esse motivo, este campo fascina muitos de nós. A robótica estuda como combinar mecanismos, sensores, atuadores e computadores para alcançar certos aspectos da função humana. Obviamente, esta é uma tarefa enorme que requer o uso de ideias de pesquisa de vários campos "tradicionais". Hoje, a pesquisa em vários aspectos da robótica é realizada por especialistas em diferentes áreas. Geralmente, nenhuma pessoa consegue dominar totalmente todo o conhecimento no campo da robótica. Portanto, é natural dividir este campo de estudo. Em um nível superior, a robótica pode ser dividida em quatro categorias principais: