新書推薦：
《
近代中国史学述论（修订版）
》
售價：NT$
551
《
茶食品工艺学（高等学校专业教材）
》
售價：NT$
194
《
南洋有遗音：从新加坡到苏门答腊的寻踪之旅
》
售價：NT$
347
《
盗墓：历史发现与文化考察
》
售價：NT$
1520
《
具身智能：智能出行·智慧生活·人机共生
》
售價：NT$
454
《
捍卫道德实在论（元伦理学系列）
》
售價：NT$
561
《
中西之外：华夏世界观与人类学
》
售價：NT$
398
《
跨越时空的蜂鸟家族（约翰·古尔德的鸟类手绘图鉴）
》
售價：NT$
857
|
| 編輯推薦： |
|
本书由兼具多元学术背景与丰富行业经验的工程师法布里奇奥?弗里杰尼倾力打造，是连接工业机器人理论与实践的实战指南。全书结构清晰，前半部分系统拆解机器人几何框架、正向 / 逆向运动学、路径规划、轨迹生成等核心理论，深入讲解静力学与动力学模型，为实操奠定坚实基础；后半部分聚焦软硬件落地，从控制固件编写、校准调试、Unity 虚拟仿真、机器视觉应用等软件技能，到电动机、编码器、伺服驱动器选型及 PCB 设计制造等硬件知识，逐一拆解并融入大量行业实用建议与真实案例。书中不仅涵盖标准六轴机械手，还补充协作机器人、SCARA 等多种运动链模型，支持虚拟环境测试，无需真实设备也能安全上手。无论你是入门者还是进阶工程师，都能通过本书掌握从理论建模到软硬件实现的完整能力，轻松打造高性能工业机器人控制系统。
|
| 內容簡介： |
|
本书从自动化工程师视角，系统讲解工业机器人控制系统的构建方法，涵盖核心理论与实用技巧。书中先深入解析运动学、轨迹规划及运动控制原理，再指导读者动手制作驱动电动机与机器人移动的电路板。理论部分后，本书通过编程控制固件的实践环节，帮助读者将知识落地，详细阐释人机界面、运动指令解释器及伺服电动机核心控制回路等软件组件。特别介绍机器人常用的无刷同步电动机换向算法与伺服环路控制技术。此外，本书还介绍了机器人校准、调试方法，以及数字孪生模型设计，便于在模拟环境中安全测试监控工作单元。本书在硬件方面介绍了电动机与编码器的选型使用、伺服及运动控制器构建、PCB设计，分析不同电子元件及应用电路的优
|
| 關於作者： |
法布里奇奥·弗里杰尼
（Fabrizio Frigeni）
一位兼具多元文化背景的工程师、业余爱好者、教师和企业家。他来自意大利，拥有米兰理工大学电气工程学士学位、美国伊利诺伊大学芝加哥分校激光物理学硕士学位、德国德累斯顿工业大学微电子学博士学位。
他在自动化、机器人技术、计算机视觉和机器学习领域积累了丰富经验，曾在奥地利、巴西、印度和中国工作多年，参与多个项目。自2009年起，他定居上海，起初负责管理当地的工程团队，随后创立了自己的公司，致力于教学、咨询以及为自动化机器和机器人设计控制系统。
朱正明，2015年6月于华中科技大学材料学院获得材料成型及控制工程专业学士学位，2018年3月于上海交通大学材料学院塑性成形技术与装备研究院获得工学硕士学位，毕业后就职于小鹏汽车。
|
| 目錄：
|
目 录
译者序
技术审校者简介
前言
第1章 工业机器人1
1.1 机器人相关术语1
1.2 机器人类型3
1.3 机器人控制系统的架构5
1.4 数字孪生6
1.5 小结7
第1篇 机器人几何结构
第2章 几何框架10
2.1 参考坐标系10
2.2 坐标系操作11
2.3 坐标系平移11
2.4 坐标系旋转12
2.5 旋转矩阵的属性14
2.6 旋转组合：欧拉角15
2.7 旋转矩阵的分解15
2.8 列向量16
2.9 表达旋转17
2.10 平移和旋转组合18
2.11 实际案例19
2.12 逆变换20
2.13 小结21
第3章 正向运动学22
3.1 机械结构23
3.2 逐步求解25
3.3 组合变换矩阵28
3.4 数值计算实例29
3.5 零坐标系31
3.6 工具坐标系33
3.7 机械耦合34
3.8 小结35
第4章 逆向运动学36
4.1 闭式推导37
4.2 非线性问题37
4.3 非唯一解38
4.4 奇点39
4.5 IK步骤1：解耦41
4.6 IK步骤2：求解下臂部分42
4.7 IK步骤3：求解腕部44
4.8 数值测试47
4.9 零坐标系49
4.10 工具坐标系50
4.11 机械耦合50
4.12 小结51
第2篇 机器人运动
第5章 路径规划55
5.1 PTP运动56
5.2 路径运动57
5.3 四元数58
5.4 SLERP60
5.5 直线路径插值62
5.6 圆形路径插值63
5.7 样条曲线插值65
5.8 De Casteljau算法68
5.9 圆滑过渡69
5.10 过渡71
5.11 路径长度72
5.12 外部路径修正74
5.13 小结74
第6章 工作空间监控75
6.1 线性化76
6.2 安全区78
6.3 禁止区78
6.4 线框模型80
6.5 安全方向监控81
6.6 自碰撞82
6.7 胶囊形禁止区83
6.8 专属区85
6.9 碰撞检测86
6.10 小结89
第7章 轨迹生成器90
7.1 S曲线轨迹91
7.2 正弦轨迹96
7.3 Bezier轨迹97
7.4 时间最优运动99
7.5 微分运动学101
7.6 路径速度单位103
7.7 实践中的最优运动104
7.8 时域滤波器106
7.9 外部路径修正108
7.10 小结109
第8章 静力学与动力学110
8.1 静力学110
8.2 奇点112
8.3 动力学115
8.4 动力学模型116
8.5 拉格朗日方法118
8.6 牛顿-欧拉方法119
8.7 参数辨识120
8.8 转矩前馈121
8.9 轨迹优化123
8.10 手动示教124
8.11 电动机技术参数125
8.12 小结126
第3篇 机器人软件
第9章 固件129
9.1 人机界面129
9.2 解释器132
9.3 主控制器139
9.4 内核接口143
9.5 伺服驱动器145
9.6 电子换向148
9.7 小结156
第10章 校准157
10.1 机器人机体校准157
10.2 工具校准159
10.3 工作单元校准164
10.4 小结166
第11章 调试167
11.1 安全167
11.2 整定170
11.3 小结176
第12章 仿真177
12.1 Unity3D177
12.2 构建场景178
12.3 导入CAD模型179
12.4 脚本编程180
12.5 通信功能182
12.6 用户界面184
12.7 机器学习184
12.8 小结188
第13章 机器视觉189
13.1 智能相机190
13.2 视觉功能192
13.3 深度学习196
13.4 卷积网络200
13.5 小结203
第4篇 机器人硬件
第14章 电动机208
14.1 直流电动机210
14.2 步进电动机210
14.3 无刷电动机211
14.4 直线电动机213
14.5 电动机选型215
14.6 小结219
第15章 编码器220
15.1 霍尔式传感器222
15.2 正交编码器223
15.3 SSI225
15.4 Tamagawa接口226
15.5 小结228
第16章 伺服驱动器229
16.1 电源开关231
16.2 栅极驱动器234
16.3 电流检测237
16.4 小结241
第17章 电源管理242
17.1 直流总线电压242
17.2 保护功能246
17.3 电压转换器249
17.4 小结250
第18章 主控制器251
18.1 微控制器251
18.2 输入/输出模块252
18.3 现场总线255
18.4 集成解决方案256
18.5 显示器257
18.6 小结259
第19章 硬件制造260
19.1 PCB设计260
19.2 机械设计265
19.3 小结267
附录 运动学模型268
|
| 內容試閱：
|
前?言
机器人行业是一个令人兴奋的工作领域。对我来说，与大家分享这种兴奋的最好方式，莫过于收集和展示我多年来与机器人和自动化机器打交道所获得的全部知识和经验。此外，我相信了解设备工作原理的最佳方式是从零开始，亲自动手制造。因此，本书的目的是概述机器人控制系统的工作原理，以及如何自己设计和建造一个机器人控制系统。
现代工厂已经高度自动化，大量工作由机械臂完成，它们高效、精准、快速，通常用于执行对人类来说简单重复或过于危险的任务，从而提高了生产线的生产效率和可靠性。然而，控制机械臂绝非易事，需要对数学、软件算法和电子硬件有深入理解。
在本书的指导下，你将详细了解机器人的几何模型、空间运动、驱动算法和电子控制电路。在读完本书后，你应该能够构建一个驱动任意工业机器人的全功能控制系统。
作者早在2011年就开始研究大型焊接机器人
目标读者
本书的目标读者是那些希望了解机器人控制系统底层原理，然后付诸实践以构建出自己的可行解决方案的大学生、工程师和业余爱好者。
本书并非专业教材，因此理论呈现方面并没有过多地采用形式化表述，力求简洁、易懂。尽管如此，大学生依然可以从中获取有用信息，作为他们正式学术书籍的补充。
工程师可以在本书中找到一些在机器人学教材中很少详细介绍的机器人运动学模型的求解过程。此外，本书还包含大量实用建议，这些建议涉及的问题虽然不具有理论意义，但在实际工作过程中会经常遇到（工作空间监控、校准、伺服回路整定）。我力求在书中尽可能多地提供实践方面的相关信息，这些建议和观察结果均来源于多年行业实际工作的积累。
业余爱好者或许会更关注本书后半部分。该部分描述了完整机器人控制系统的构建过程，从软件架构到电子硬件设计。同时，这部分还展示了实际案例和我在职业生涯中制作的产品的详细信息。
任何具有基本工程背景且对技术感兴趣的人都能够学习本书。本书会涉及很多数学知识，因为这对于理解复杂机械臂在空间中的运动至关重要。但只要你熟悉基本的三角函数和线性代数，就不会有问题。为避免出现过多公式，书中省略了许多公式的详细推导过程。
本书还深入探讨了多种控制算法及通用软件架构。但是，读者并不需要具备特定的编程技能。你可以根据自身背景和偏好来编写实际代码。
总之，本书将聚焦于功能背后的原理阐述，而非深入探究其具体实现细节。我期望本书能激发创造者的灵感，而非仅仅作为可供复制、粘贴的脚本来源。
至于硬件设计部分，电路板制作需要读者具备一些电子学知识。不过，你可以选择跳过该部分，直接使用第三方的现成组件。甚至，你可以用虚拟环境代替真正的机器人来测试软件。
本书结构
本书分为两部分：前半部分（第1篇和第2篇）将介绍描述机器人结构及其空间运动所需的数学模型；后半部分（第3篇和第4篇）将介绍建立机器人完整控制系统所需的软硬件。
第1章将介绍工业机器人的种类及应用场景。我们还将介绍常用的行业术语，以确保读者能准确理解后面所探讨的内容。随后，我们将介绍机器人控制系统的一个通用结构，以说明在本书中将学习哪些组件。最后，我们将简要介绍一个虚拟环境，如果你没有真实的机器人，则可以在制作控制器时使用该虚拟环境来做测试。本书中的大部分图片都来源于该虚拟环境。
第1篇和第2篇（机器人几何结构和机器人运动）将介绍机器人控制的基础理论。这两篇涉及较多数学知识，如果你的目标是开发出功能齐全的控制软件，请务必深入掌握每一个细节。我们将首先定义机械臂的通用几何框架（第2章），并用它来求解标准六轴工业机械手的运动学方程：第3章将介绍正向运动学，第4章将介绍逆向运动学。换言之，我们需要掌握机器人空间位置的定义方法。下一步是学习如何让机器人在不同位置之间移动：我们将研究路径规划（第5章）；使用工作空间监控功能确保路径安全可靠（第6章）；描述轨迹生成和执行的运动方程（第7章）。我们还将简要介绍运用静力学和动力学模型的高级控制技术（第8章）。
第3篇（机器人软件）将分析典型机器人控制软件包的功能和特点。我们将从核心固件（第9章）入手，介绍其内部结构，以及通过简单的界面对它进行访问的方法。我们将详细介绍工业伺服驱动器中常用的运动控制和电动机换向算法，还将介绍一些通用程序、提示和指南，以根据具体应用场景对机器人进行校准（第10章）及在客户现场进行安全调试（第11章）。随后我们将介绍使用游戏引擎Unity创建虚拟世界的方法（第12章），你可以在其中测试代码的所有功能，并获得机器人执行动作的即时可视化反馈。如果你无法使用真正的工业机器人，或者需要在真正的机器上运行代码之前先对其进行模拟测试，以避免代价高昂且危险的意外情况发生，那么这种方法就非常有用。最后，我们还将介绍机器视觉算法的基础知识（第13章），以增加机器人的功能和应用范围。
第4篇（机器人硬件）将主要介绍制作完整机械臂所需的硬件。我们将从执行器开始，介绍不同类型的电动机（第14章）和位置编码器（第15章）。然后我们深入研究电子元件，并学习如何设计伺服驱动器（第16章）、电源管理系统（第17章）和主控制器（第18章）。最后，我们将快速介绍实际硬件制造流程（第19章），包括印制电路板（PCB）和机械零件。
本书最后的附录部分提供了除标准六轴机械手以外的其他运动链的求解过程，包括协作机器人（Cobot）、SCARA、码垛机器人和Delta（Tripod）并联机器人。
|
|
購物車/收銀台(0) | 在線留言板
| 付款方式
| 聯絡我們
| 運費計算
| 幫助中心 |
加入書簽
HOME
新書上架
