"Advances in Robot Kinematics" (Tạm dịch: Những Tiến bộ trong Động học Robot)

Tác giả: Jadran Lenarcic và Bernard Roth

Để biết thêm thông tin chi tiết về sách, vui lòng liên hệ Zalo theo số 0329318197.

Cuốn sách "Advances in Robot Kinematics", được biên soạn bởi Jadran Lenarcic và Bernard Roth, là một phần của chuỗi ấn phẩm chuyên sâu về lĩnh vực động học robot. Cuốn sách tập trung vào lý thuyết và thực tiễn của động học robot, đặc biệt là nghiên cứu về chuyển động của robot và các bộ phận thao tác của robot, không phụ thuộc vào cách chuyển động này được tạo ra hay điều khiển.

Nội dung chính của cuốn sách bao gồm những tiến bộ nghiên cứu gần đây nhất về lý thuyết, thiết kế, điều khiển và ứng dụng của các hệ thống robot. Các vấn đề được đề cập chủ yếu mang tính động học, bao gồm:

• Tổng hợp và Hiệu chuẩn: Các phương pháp để thiết kế và tinh chỉnh các hệ thống robot.

• Tính dư thừa (Redundancy): Xử lý các hệ thống robot có nhiều hơn số bậc tự do cần thiết cho một nhiệm vụ cụ thể.

• Điều khiển lực và Khéo léo (Dexterity): Các khía cạnh liên quan đến khả năng thao tác và tương tác lực của robot.

• Động học nghịch và động học thuận (Inverse and Forward Kinematics): Các bài toán cơ bản để xác định vị trí khớp từ vị trí đầu cuối và ngược lại.

• Điểm kỳ dị động học (Kinematic Singularities): Phân tích các cấu hình mà tại đó robot mất khả năng điều khiển hoặc bị hạn chế chuyển động.

• Hệ thống bị ràng buộc quá mức (Over-constrained Systems): Nghiên cứu các hệ thống với nhiều ràng buộc hơn mức cần thiết.

Cuốn sách cũng trình bày việc sử dụng các phương pháp toán học tiên tiến như hình học đường thẳng, đại số quaternion, đại số screw và đại số tuyến tính. Các phương pháp này được áp dụng cho cả hệ thống đa bậc tự do song song và nối tiếp.

Mục tiêu của cuốn sách là cung cấp thông tin mới nhất về các dự án nghiên cứu và những khám phá quan trọng trong lĩnh vực động học robot, nhằm phục vụ các nhà nghiên cứu, giảng viên và sinh viên trong các lĩnh vực kỹ thuật và toán học liên quan đến lý thuyết, thiết kế và điều khiển robot.

Mục lục

Các Phương pháp trong Động học

• Theo dõi dựa trên dây cáp sử dụng thông tin tương hỗ

• Số điều khiển như một chỉ số cho các nền tảng Stewart Gough

• Xác định ma trận quay 3x3 thỏa mãn ba phương trình tuyến tính trong cosin hướng

• Một hệ mét dịch chuyển dựa trên phân tích cực cho một vùng hữu hạn của SE(n)

• Về tính đều đặn của ma trận Jacobi ngược của robot song song

• Robot song song thay đổi nhóm chuyển động của chúng

• Xấp xỉ các đường cong biến hình phẳng bằng các cơ cấu liên kết thân cứng

• Về phân tích vận tốc của các cơ cấu chuỗi kín không song song

Các Đặc tính của Cơ cấu

• Động học của robot song song siêu nhỏ phẳng bao gồm khe hở khớp lớn

• Ánh xạ độ cứng của cơ cấu song song biến dạng phẳng trong một sắp xếp nối tiếp

• Sự lan truyền lỗi động học lớn trong các bộ thao tác xoay

• Một khuôn khổ cho phân tích, tổng hợp và tối ưu hóa các máy động học song song

• Tìm kiếm các cơ cấu liên kết đường thẳng phẳng chưa được khám phá

• Tổng hợp loại của bộ thao tác song song tương đương ba bậc tự do sử dụng phương pháp chuỗi ảo

• Tiếp cận đa bộ tác động cuối ảo cho tương tác người-robot

Người máy hình người và Y sinh học

• Cân bằng và điều khiển robot nhảy lấy cảm hứng từ con người

• Một thuật toán tối ưu hóa lồi để ổn định chuyển động toàn thân của robot hình người

• Cơ cấu song song cho nẹp đầu gối với tác động phục hồi chọn lọc

• Mô hình hóa sự bất biến thời gian trong sự phối hợp chuyển động của cánh tay người

• Đánh giá góc khớp ngón tay và hiệu chuẩn găng tay công cụ

• Tất cả các điểm kỳ dị của thiết lập robot y tế DLR 9-DOF cho các ứng dụng xâm lấn tối thiểu

• Về động học nghịch của một đoạn xương sống protein

• Dự đoán tư thế vươn tới bằng cách sử dụng mô hình vai bị ràng buộc động học

Phân tích Cơ cấu

• Chuyển động tự thân của robot song song phẳng 3-RPR đặc biệt

• Phân tích điểm kỳ dị đồ họa của bộ thao tác song song phẳng 3-DOF

• Các chỉ số độ gần điểm kỳ dị trực tiếp cho robot song song hexa

• Các nền tảng Stewart-Gough với bề mặt điểm kỳ dị đơn giản

• Một mô hình mạnh mẽ để theo dõi 3D trong các hệ thống đa thân định hướng đối tượng dựa trên khung Frenet không có điểm kỳ dị

• Điểm kỳ dị của một lớp nền tảng Gough-Stewart với ba khớp đồng quy

• Phân tích điểm kỳ dị của bộ thao tác song song 4-DOF sử dụng đại số hình học

• Một diễn giải hình học về các điểm kỳ dị cơ chế 3-3

Không gian làm việc và Hiệu suất

• So sánh không gian làm việc khéo léo định lượng

• Phương pháp tập hợp mức độ cho phân tích không gian làm việc của bộ thao tác nối tiếp

• Xác định không gian làm việc đóng của cơ cấu truyền động cáp song song 6-DOF

• Các hexapod hoàn toàn đẳng hướng

• Một chiến lược hiệu chuẩn mới cho một lớp cơ cấu song song

• Tối ưu hóa động học của PKM (Máy Động học Song song)

• Về việc không lắp ráp trong tổng hợp tối ưu của bộ thao tác nối tiếp thực hiện các nhiệm vụ được chỉ định

Thiết kế Cơ cấu

• Phân tích độ phức tạp cho thiết kế khái niệm kiến trúc robot

• Cảm biến chuyển động góc không tiếp xúc ba chiều mạnh mẽ

• Tổng hợp các cơ cấu bốn thanh cầu bằng cách sử dụng ánh xạ động học cầu

• Tổng hợp cơ cấu song song hoàn toàn cầu 2-DOF

• Tổng hợp ràng buộc cho robot n-R phẳng

• Tính toán phân bố lực cho các nền tảng Stewart được kích hoạt dư thừa dựa trên gân

• Nghiên cứu về cấu trúc liên kết cảm biến tối thiểu cho robot không gian

• Động học và tối ưu hóa của cơ cấu song song 3-CCR/3-RCC chuyển động tịnh tiến

Tổng hợp chuyển động và Tính di động

• Bộ tạo chuyển động giả phẳng

• Về PKM với tấm di chuyển có khớp nối và góc nghiêng lớn

• Tính di động và khả năng kết nối trong các liên kết đa vòng

• Các thuật toán động học nghịch của Jacobian với bước nhảy biến đổi cho bộ thao tác di động

• Động học và cầm nắm sử dụng đại số hình học phù hợp

• Ứng dụng các công cụ động học trong nghiên cứu tính di động bên trong của các phân tử protein

• Điểm kỳ dị mẫu chuyển động trong các bộ thao tác song song có độ di động thấp