工业机器人控制技术基础 坐标变换计算与编程

工业机器人坐标变换计算与编程是工业机器人控制的关键技术,本书通过5种典型结构的工业机器人介绍坐标正变换和逆变换计算方法和程序示例。所选机器人包括6自由度和7自由度的关节式工业机器人,以及6自由度并联工业机器人。每个程序示例都提供了详细的坐标变换公式推导过程和完整的源程序,内容涉及机构学、解析几何、线性代数、数值计算和计算机编程等多方面内容。

工业机器人坐标变换计算与编程是工业机器人控制的关键技术，本书通过5种典型结构的工业机器人介绍坐标正变换和逆变换计算方法和程序示例。所选机器人包括6自由度和7自由度的关节式工业机器人，以及6自由度并联工业机器人。每个程序示例都提供了详细的坐标变换公式推导过程和完整的源程序，内容涉及机构学、解析几何、线性代数、数值计算和计算机编程等多方面内容。程序示例使用Java语言编写，可以在安卓操作系统平板计算机或手机上运行。本书介绍的坐标变换计算方法和程序示例也可以应用于实际的工业机器人控制系统。本书可作为机器人工程、智能制造工程、工业自动化专业“机器人控制技术”及相近课程的本科和研究生教材，也可作为工业机器人控制系统开发人员的参考书。

前言
第1章概述/1
1.1工业机器人控制与坐标变换计算方法/1
1.2本书内容与特点/2
1.3编程环境和程序示例/2
第2章关节式工业机器人结构和控制系统/3
2.16自由度关节式工业机器人结构和控制系统/3
2.2工业机器人控制系统基本原理及控制过程/3
2.2.1工业机器人控制系统基本原理/3
2.2.2工业机器人控制具体过程/5
第3章基于几何法的坐标逆变换计算方法和程序示例1/7
3.1坐标正变换计算方法/7
3.2坐标正变换程序示例1/12
3.2.1创建安卓应用程序/12
3.2.2创建程序参数/13
3.2.3创建_coord_trans_k类/14
3.2.4示例程序axis_to_space()/15
3.2.5示例程序axis_to_space_op()/18
3.2.6测试计算程序示例/20
3.3坐标逆变换计算方法/23
3.4坐标逆变换程序示例1/26
3.4.1示例程序tool_uvw()/26
3.4.2示例程序 space_to_axis()/28
3.4.3示例程序uvwx_to_a5()/29
3.4.4示例程序space_tool_to_axis()/30
3.4.5测试计算程序示例/31
第4章基于几何法的坐标逆变换计算方法和程序示例2/34
4.1坐标正变换矩阵/34
4.2坐标正变换程序示例2/36
4.2.1坐标正变换程序/36
4.2.2测试计算程序示例/37
4.3坐标逆变换计算方法/39
4.4坐标逆变换程序示例2/43
4.4.1示例程序 tool_uvw()/43
4.4.2示例程序space_to_p3p()/45
4.4.3示例程序get_a012()/47
4.4.4示例程序get_a34p()/48
4.4.5示例程序space_to_axis()/49
4.4.6示例程序uvw_to_a5()/49
4.4.7示例程序space_tool_to_axis(float[]pos)/50
4.4.8测试计算程序示例/51
第5章基于几何法的坐标逆变换计算方法和程序示例3/54
5.1坐标正变换矩阵/54
5.2坐标正变换程序示例3/56
5.2.1坐标正变换程序/56
5.2.2测试计算程序示例/57
5.3坐标逆变换计算方法/59
5.3.1计算关节位置P3/59
5.3.2计算关节转角α1和α2/61
5.3.3计算关节转角α3和α4/62
5.3.4计算关节转角α5/62
5.4坐标逆变换程序示例3/63
5.4.1示例程序tool_uvw()/63
5.4.2示例程序space_to_p3()/64
5.4.3示例程序get_a012()/65
5.4.4示例程序get_a34()/65
5.4.5示例程序space_to_axis()/66
5.4.6示例程序uvwx_to_a5()/66
5.4.7示例程序space_tool_to_axis()/67
5.4.8测试计算程序示例/68
第6章数字迭代坐标逆变换计算方法和程序示例4/71
6.1坐标正变换矩阵/71
6.2坐标正变换程序示例4/74
6.2.1坐标正变换程序/74
6.2.2测试计算程序示例/74
6.3坐标逆变换计算方法/76
6.3.1牛顿拉普森迭代法/76
6.3.2建立非线性方程组/77
6.3.3计算雅可比矩阵和逆矩阵/78
6.3.4迭代计算求解sinα0,sinα1,sinα3,sinα4,sinα5/84
6.3.5求解关节转角α6/85
6.3.6多重解的选择/85
6.4坐标逆变换程序示例4/86
6.4.1示例程序tool_uvw()/86
6.4.2示例程序space_to_axis_sub()/87
6.4.3示例程序set_t012345()/90
6.4.4示例程序newton_func3()/91
6.4.5示例程序set_df_ds()/92
6.4.6示例程序set_df3_ds()/93
6.4.7示例程序set_jacob()/95
6.4.8示例程序uvwx_to_a6/95
6.4.9示例程序space_to_axis()/96
6.4.10示例程序space_tool_to_axis()/97
6.4.11测试计算程序示例/98
第7章六杆并联工业机器人坐标变换计算方法和程序示例5/102
7.1六杆并联机器人结构参数 /103
7.2坐标逆变换计算方法/103
7.2.1计算下平台球铰的位置/103
7.2.2计算关节转角/104
7.3坐标逆变换程序示例5/106
7.3.1机器人结构参数/106
7.3.2示例程序set_trans101112()/107
7.3.3示例程序pos_pt_to_6p4()/108
7.3.4示例程序p4xy_to_a1()/109
7.3.5示例程序pos_p4_to_a1()/110
7.3.6示例程序pos_pt_to_6a1()/112
7.3.7测试计算程序示例/113
7.4坐标正变换计算方法/115
7.4.1构建非线性方程组/115
7.4.2建立雅可比矩阵/116
7.4.3迭代计算/117
7.4.4计算工具位置和姿态/117
7.5坐标正变换程序示例6/118
7.5.1示例程序axis_6a1_to_p5()/118
7.5.2示例程序axis_6a1_to_pt()/123
7.5.3测试计算程序示例/123
第8章复合迭代坐标逆变换计算方法和程序示例6/125
8.1坐标正变换矩阵和坐标正变换程序示例6/125
8.2坐标逆变换计算方法/126
8.2.1计算工具方向矢量/126
8.2.2复合迭代计算初始参数/126
8.2.3复合迭代计算/127
8.2.4用牛顿拉普森迭代法求解关节转角α0,α1,α3/128
8.3坐标逆变换程序示例6/130
8.3.1示例程序tool_uvw()/131
8.3.2示例程序set_t012345()/131
8.3.3示例程序set_df_ds()/132
8.3.4示例程序space_a45_to_a013()/134
8.3.5示例程序space_to_axis()/136
8.3.6示例程序uvwx_to_a6()/138
8.3.7示例程序space_tool_to_axis()/138
8.4测试计算程序示例/138
附录/142
附录A主程序MainActivity/142
附录B程序参数源程序/174
B.1常数CONST/174
B.2参数ROB_PAR/174
B.3静态变量ROB_MOVE/176
……