科技 类型
可以朗读 语音朗读
120千字 字数
2022-06-01 发行日期
展开全部

主编推荐语

本书对目前球形机器人的研究现状进行了归纳、分析，对球形机器人的驱动原理、力学模型、控制策略等进行了深入的研究。

内容简介

本书对三种新型全方位运动球形机器人，即电磁驱动球形机器人、流体驱动球形机器人和离合式半球差动球形机器人，对其滚动条件、越障能力、爬坡能力、滑动条件、转弯特性等进行了简要的静力学分析研究。

书中建立了球形机器人的运动学方程，推导出其无滑动的滚动运动的约束方程；分别在球形机器人运动学方程和动力学方程的基础上，合理选择了系统的滑模切面函数、建立了运动学和动力学的“滑模控制”策略，并在MATLAB-Simulink的环境下，对所建立的控制策略进行了仿真实验研究；搭建了球形机器人的内部控制系统平台，对球形机器人轨迹跟踪的控制策略进行了理论分析和实验研究；同时，基于ADAMS虚拟样机技术，对球形机器人的性能进行了仿真实验研究，以进一步验证本书结构设计及控制策略的正确性。

目录

  • 版权信息
  • 内容简介
  • 前言
  • 第1章 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 球形机器人特点及应用
  • 1.3 国内外球形机器人研究现状
  • 1.3.1 外驱球形机器人
  • 1.3.2 内驱球形机器人
  • 1.4 球形机器人研究的核心问题
  • 1.5 研究内容和技术路线
  • 1.5.1 本书研究内容和技术路线
  • 1.5.2 研究内容安排
  • 第2章 球形机器人电磁驱动原理及性能研究
  • 2.1 内驱球形机器人的原理及分类
  • 2.2 球形机器人的设计原则
  • 2.3 电磁驱动球形机器人驱动原理及结构设计
  • 2.3.1 单电磁线圈驱动球形机器人方案设计
  • 2.3.2 双电磁线圈驱动球形机器人方案设计
  • 2.4 电磁驱动球形机器人运动性能分析
  • 2.4.1 球形机器人各部件质量
  • 2.4.2 球形机器人滚动条件
  • 2.4.3 球形机器人的加速度
  • 2.4.4 球形机器人越障能力分析
  • 2.4.5 球形机器人爬坡能力分析
  • 2.5 球形机器人滑动现象分析
  • 2.5.1 球形机器人在平面运动的滑动条件
  • 2.5.2 球形机器人在斜坡面上运动的滑动条件
  • 2.6 球形机器人转弯性能分析
  • 2.7 本章小结
  • 第3章 球形机器人流体驱动原理及性能研究
  • 3.1 流体驱动球形机器人驱动原理及结构设计
  • 3.1.1 流体驱动球形机器人整体方案设计
  • 3.1.2 流体驱动球形机器人转弯机构
  • 3.1.3 轴流装置
  • 3.2 流体环参数计算
  • 3.2.1 流体环质量
  • 3.2.2 流体环转动惯量
  • 3.2.3 等效摆长度
  • 3.3 流体驱动球形机器人运动性能分析
  • 3.3.1 流体驱动球形机器人各部件参数
  • 3.3.2 流体驱动球形机器人的滚动条件
  • 3.3.3 流体驱动球形机器人的加速度
  • 3.3.4 流体驱动球形机器人越障能力分析
  • 3.3.5 流体驱动球形机器人爬坡能力分析
  • 3.4 流体驱动球形机器人其他参数分析、计算
  • 3.5 本章小结
  • 第4章 离合式半球差动球形机器人的设计与分析
  • 4.1 离合式半球差动电磁驱动球形机器人方案设计
  • 4.1.1 离合式半球差动电磁驱动球形机器人整体方案设计
  • 4.1.2 电磁驱动部件设计
  • 4.1.3 离合部件设计
  • 4.1.4 离合原理及实现
  • 4.1.5 离合式半球差动电磁驱动球形机器人特点
  • 4.2 离合式半球差动流体驱动球形机器人方案简介
  • 4.3 离合式半球差动球形机器人运动性能分析
  • 4.3.1 离合式半球差动球形机器人各部件参数
  • 4.3.2 离合式半球差动球形机器人的滚动条件
  • 4.3.3 离合式半球差动球形机器人的加速度
  • 4.3.4 离合式半球差动球形机器人越障及爬坡能力
  • 4.4 离合式半球差动球形机器人的滑动现象研究
  • 4.5 离合式半球差动球形机器人的转弯半径分析
  • 4.6 本章小结
  • 第5章 球形机器人运动学、动力学分析
  • 5.1 球形机器人运动学、动力学分析现状
  • 5.2 运动学、动力学相关理论
  • 5.2.1 非完整约束系统
  • 5.2.2 动力学普遍方程
  • 5.2.3 欧拉角与坐标变换
  • 5.3 球形机器人运动学方程的建立
  • 5.4 球形机器人动力学方程的广义欧拉角描述
  • 5.4.1 球形机器人位姿参数的广义欧拉角描述
  • 5.4.2 球形机器人动力学方程的广义欧拉角描述
  • 5.5 球形机器人直行与转弯的分离研究
  • 5.5.1 球形机器人直线行走动力学方程
  • 5.5.2 球形机器人爬坡运动的动力学方程
  • 5.5.3 球形机器人转弯运动的动力学方程
  • 5.5.4 球形机器人转弯半径的探讨
  • 5.6 本章小结
  • 第6章 球形机器人控制策略的研究
  • 6.1 球形机器人控制策略研究现状
  • 6.2 滑模变结构控制原理
  • 6.2.1 滑模变结构控制定义
  • 6.2.2 滑模变结构控制器设计步骤
  • 6.2.3 滑模变结构控制器的抖振现象分析
  • 6.3 基于球形机器人运动学模型的反演控制策略
  • 6.3.1 趋近律方法
  • 6.3.2 反演设计方法
  • 6.3.3 球形机器人轨迹跟踪的位姿误差
  • 6.3.4 球形机器人运动控制策略切换函数的设计
  • 6.3.5 球形机器人运动控制策略滑模控制器的设计
  • 6.3.6 基于球形机器人的运动学模型的“滑模控制”策略仿真
  • 6.4 基于球形机器人动力学模型的“滑模控制”策略仿真
  • 6.4.1 球形机器人动力学模型的近似线性化
  • 6.4.2 球形机器人动力学模型纵向滑模控制器的设计
  • 6.4.3 球形机器人动力学模型横向滑模控制器的设计
  • 6.4.4 符号函数的连续化
  • 6.4.5 球形机器人动力学“滑模控制”仿真
  • 6.5 本章小结
  • 第7章 球形机器人控制系统设计及轨迹跟踪研究
  • 7.1 球形机器人控制系统及轨迹跟踪研究现状
  • 7.1.1 球形机器人控制系统的研究现状
  • 7.1.2 球形机器人避障及路径规划研究现状
  • 7.2 球形机器人控制系统组成
  • 7.3 球形机器人主控模块的结构原理
  • 7.4 球形机器人直行控制模块的设计
  • 7.4.1 步进电机的选择
  • 7.4.2 步进电机驱动原理
  • 7.5 球形机器人转向控制模块的设计
  • 7.5.1 球形机器人转向电机及驱动控制
  • 7.5.2 球形机器人飞轮转速的测量原理
  • 7.5.3 飞轮转速的测算方法与误差分析
  • 7.6 球形机器人转向角度测量控制模块的设计
  • 7.7 球形机器人光电寻迹模块的设计
  • 7.7.1 飞轮光电寻迹模块的总体结构
  • 7.7.2 接收信号处理
  • 7.7.3 光电检测单元的结构布局
  • 7.8 规划路径的样条插值
  • 7.8.1 三次样条插值法基础理论
  • 7.8.2 三次样条插值函数在球形机器人路径规划中的简化
  • 7.8.3 球形机器人路径规划的实验研究
  • 7.9 本章小结
  • 第8章 球形机器人的实验研究
  • 8.1 TSR-I型球形机器人的样机制作
  • 8.2 TSR-I型球形机器人的实验研究
  • 8.2.1 球形机器人直线运动实验
  • 8.2.2 球形机器人爬坡能力实验
  • 8.2.3 球形机器人光电寻迹实验
  • 8.3 基于ADAMS的TSR-I型球形机器人的仿真研究
  • 8.3.1 TSR-I型球形机器人虚拟样机模型
  • 8.3.2 TSR-I型球形机器人越障能力仿真
  • 8.3.3 TSR-I型球形机器人爬坡能力仿真
  • 8.4 基于ADAMS的TSR-III型球形机器人运动平稳性仿真
  • 8.5 本章小结
  • 第9章 总结与展望
  • 9.1 本书主要研究内容及结论
  • 9.2 主要创新点
  • 9.3 研究展望
  • 附录A 球形机器人相关专利
  • 参考文献
  • 后记
展开全部

评分及书评

尚无评分
目前还没人评分

出版方

电子工业出版社

电子工业出版社成立于1982年10月，是国务院独资、工信部直属的中央级科技与教育出版社，是专业的信息技术知识集成和服务提供商。经过三十多年的建设与发展，已成为一家以科技和教育出版、期刊、网络、行业支撑服务、数字出版、软件研发、软科学研究、职业培训和教育为核心业务的现代知识服务集团。出版物内容涵盖了电子信息技术的各个分支及工业技术、经济管理、科普与少儿、社科人文等领域，综合出版能力位居全国出版行业前列。