MECANUM轮全方位移动机器人原理与应用

　　《Mecanum轮全方位移动机器人原理与应用》结合作者多年来的Mecanum轮全方位移动机器人理论研究及工程应用实践，详细介绍了Mecanum轮全方位移动机器人的机构学及其优化设计、全方位移动运动学与动力学分析等内容，在此基础上进一步阐述该类型机器人的运动控制算法及其在智能物流搬运中的路径规划与轨迹跟踪等理论与技术问题。《MECANUM轮全方位移动机器人原理与应用》可作为高校高年级本科生、研究生的机器人理论与技术应用课程的教学用书，也可作为从事机器人开发、应用、维护的工程技术人员的参考用书。

　　王兴松，博士，东南大学机械学院教授、博导，机械电子系主任，主要从事机器人与自动化理论和应用、运动控制理论与数控技术等研究。中国机械工程学会机床专委会常务执行理事、中国高校机床研究会理事。负责完成机器人和机床数控技术方面国家自然科学基金、863计划、国家科技重大专项等十多个项目，负责完成省部及军地数十项机器人与数控技术应用课题研究工作。出版专著一部，发表论文180多篇，其中被SCI或EI收录120多篇，获国家发明专利30多项，江苏省科技进步奖3项。2004年入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”。在Mecanum轮全方位移动机器人、精密伺服数控技术及应用、助力外骨骼机器人、套索驱动细长机器人等方面取得有影响成果并获得大量应用。担任多个国际著名期刊审稿人并参与主办多个国际会议。

第一章 Mecanum轮全方位移动机器人概述
1．1 移动机器人技术
1．2 全方位移动机器人技术
1．2．1 Mecanum轮式移动机构
1．2．2 其他的全方位移动机构
1．3 Mecanum轮全方位移动机器人的应用
第二章 Mecanum轮全方位移动机器人的机构学
2．1．Mecanum轮机器人的运动原理
2．1．1 典型的Mecanum轮四轮移动原理
2．1．2 四主动和四被动的Mecanum轮移动车
2．2 Mecanum轮辊子的轮廓设计与支撑结构设计
2．2．1 辊子和轮毂的参数设计
2．2．2 参数化软件设计
2．2．3 不同轮廓曲线的比较
2．3 Mecanum轮辊子弹性体与抗震优化设计
2．3．1 不考虑变形的弹性体层厚度直接计算
2．3．2 抗震优化设计
2．4 Mecanum轮机器人的悬架设计
2．4．1 四主动轮式全方位移动机器人
2．4．2 四主动四被动轮式全方位移动机器人
2．5 Mecanum轮机器人的可靠性分析
2．5．1 悬架竖直放置的五自由度AGV智能运输车的垂向振动力学模型
2．5．2 悬架竖直放置的五自由度AGV智能运输车的垂向振动数学模型
第三章 Mecanum轮全方位移动机器人的运动学与动力学
3．1 四轮Mecanum轮全方位移动机器人运动学分析
3．1．1 单个Mecanum轮运动学分析
3．1．2 四轮Mecanum轮全方位移动机器人运动学分析
3．2 Lagrange动力学建模简介
3．3 四轮Mecanum轮全方位移动机器人动力学分析
3．4 任意布置四轮Mecanum轮全方位移动机器人分析
3．5 八轮Mecanum轮全方位移动机器人分析
3．5．1 四主动四被动Mecam姗轮全方位移动机器人分析
3．5．2 八主动Mecanum轮全方位移动机器人分析
第四章 Mecanum轮全方位移动机器人的控制
4．1 Mecanum轮全方位移动机器人的精密运动控制
4．1．1 基于PID控制的机器人位置控制
4．1．2 基于模糊控制的电机速度控制
4．1．3 Mecanum轮系统的运动控制精度分析与设计
4．2 基于CAN总线的全方位移动机器人控制系统
4．2．1 CAN总线简介
4．2．2 基于CAN的多电机协调运动控制系统设计
4．2．3 WilldowsXP下控制软件设计
4．2．4 DOS下控制软件设计
4．3 基于PMAC的运动控制系统
4．3．1 WindowsXP下的控制软件设计
4．3．2 DOS下的控制软件设计
第五章 Mecanum轮全方位移动机器人的路径跟踪
5．1 全方位移动机器人的路径跟踪问题
5．2 全方位移动机器人路径跟踪的运动模型
5．2．1 以跟踪曲线为基准的误差调整的运动学模型
5．2．2 以机器人为基准的误差调整的运动学模型
5．3 全方位移动机器人路径跟踪的通过性条件
5．3．1 全方位移动机器人循迹过程中转弯曲率半径的计算
5．3．2 最小转弯半径
5．3．3 机器人几何约束
5．3．4 机器人运动学约束
5．3．5 机器人动力学约束
5．3．6 速度与加速度的综合关系
5．3．7 循迹曲线的参数约束
5．4 全方位移动机器人路径跟踪的稳定性问题
5．4．1 稳定性判定条件
5．4．2 加入PD算法的稳定性条件
5．5 实际应用中的路径跟踪的问题
5．5．1 反向循迹
5．5．2 循迹过程中的自纠正
第六章 Mecanum轮全方位移动机器人双传感器视觉循迹
6．1 移动机器人的视觉导引原理
6．2 全方位移动机器人双相机循迹的运动模型
6．2．1 以跟踪曲线为基准的误差调整的模型修改
6．2．2 以机器人为基准的误差调整的模型修改
6．3 全方位移动机器人双相机循迹系统的误差修正算法
6．3．1 通过偏距修正控制机器人运动的方法
6．3．2 利用偏距和偏角控制机器人运动的方法
6．4 全方位移动机器人循迹误差补偿的控制算法
6．4．1 PID控制算法介绍
6．4．2 使用PD算法的机器人循迹控制算法
6．4．3 自适应PID算法
6．5 全方位移动机器人双传感器视觉循迹的应用
6．5．1 实验平台介绍
6．5．2 机器人循迹实验结果分析
第七章 Mecanum轮全方位移动机器人的路径规划与定位
7．1 全方位移动机器人路径规划的算法设计
7．2 全方位移动机器人路径规划的曲线拟合
7．2．1 圆弧拟合
7．2．2 贝塞尔曲线拟合
7．2．3 Clothoid曲线拟合
7．2．4 三种曲线的比较
7．3 路径规划中岔路转弯方法设计
7．4 路径规划中的标记识别
7．5 全方位移动机器人路径规划的应用
7．5．1 三种曲线拟合的仿真效果
7．5．2 路径规划仿真
第八章 Mecanum轮全方位移动机器人的协同控制技术
8．1 多机器人编队协同控制
8．1 Il双车直线队形
8．1．2 三车正三角队形
8．1．3 N车正N边形队形
8．1．4 任意队形
8．2 多车协调控制中运动协同传感器的设计
8．2．1 三维位移传感器结构设计
8．2．2 基于激光测距仪的偏差测量传感系统
8．3 双车联动控制的应用实验
8．3．1 基于三维位移传感器的双车联动实验
8．3．2 基于激光测距仪的双车联动控制实验
第九章 Mecanum轮全方位移动技术的应用
9．1 全方位移动AGV搬运车技术
9．1．1 全方位移动搬运车技术的应用
9．1．2 全方位移动搬运车的机械与电气设计
9．1．3 全方位移动AGV系统
9．1．4 全方位移动物料搬运车系统的构造
9．2 全方位移动操作机械臂
9．2．1 移动操作机械臂的发展
9．2．2 全方位移动喷涂及打磨机器人
9．3 全方位移动探伤机器人系统
9．3．1 全方位移动探伤机器人结构设计
9．3．2 全方位移动探伤机器人双侧同步控制系统
9．3．3 探伤机器人双侧同步控制系统的软件设计
9．3．4 全方位移动探伤机器人运动实验
主要参考文献