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| 內容簡介： |
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《协作机器人实训教程》旨在引导读者了解机器人领域中更灵活、更安全、更易于操作的协作机器人，简要介绍了协作机器人的基础特性、运动学基础、动力学基础、运动规划、运动控制方法等理论知识。本书主要以斗山协作机械臂为例，介绍了协作机器人的功能特点、软硬件特征及多种编程方法，结合作者的协作机器人实践和竞赛培训经验，梳理了丰富而易于上手的实训案例。 本书以图形化编程方法为开端，逐步引入脚本编程方法，介绍了新颖的远程连接控制方法，并基于ROS系统编程控制协作机械臂进行仿真和实训，给出了大量代码示例，并进行深入解析。实训示例层次性递进，逐步提高实训深度，可引导编程零基础或机器人零基础的学生迅速入门并掌握协作机器人的图形化编程和ROS编程技能，动手实现各种人机交互案例。本书是一本基于机器人应用设计的实践类教材，结构新颖合理、案例丰富翔实、深入浅出，对学生具有指导意义；本书也是一本跨学科教材，可作为高等学校人工智能、计算机、电子信息、机械电子等相关专业的实训教程和参考书，也可作为相关工程技术人员的参考书。
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| 關於作者： |
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胡明宇，武汉大学大学生工程训练与创新实践中心实验师，现任教学办副主任、机器人实验室核心岗，从事传感检测技术、空间物理等方向的研究工作，主讲《工程训练C》《工程训练D》《工程训练（电子工程综合实践）三》《电工电子工程基础》等课程。获武汉大学教学业绩奖、武汉大学优秀教学成果奖二等奖、全国高校电工电子基础课程实验教学案例设计竞赛一等奖、中国机器人大赛暨Robocup机器人世界杯中国赛优秀指导教师等荣誉。
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| 目錄：
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目 录
第一部分 协作机器人概述
第1章 绪论2
1.1 机器人学2
1.2 协作机器人4
第2章 机器人学简介：建模、规划和控制7
2.1 运动学基础7
2.1.1 刚体的描述7
2.1.2 正向运动学9
2.1.3 逆向运动学13
2.1.4 微分运动学15
2.2 关节动力学基础18
2.2.1 运动状态的正向递推19
2.2.2 力的反向递推19
2.2.3 摩擦力模型20
2.2.4 动力学模型表示及特性20
2.3 机器人的运动规划简介21
2.3.1 路径规划21
2.3.2 轨迹规划23
2.4 机器人的运动控制方法简介27
2.4.1 机器人的位置控制27
2.4.2 机器人的力控制28
第3章 协作机器人简介30
3.1 协作机器人的优势和应用30
3.1.1 优势30
3.1.2 应用31
3.2 协作机器人硬件介绍32
3.2.1 机器人本体32
3.2.2 控制箱32
3.2.3 紧急停止按钮33
3.3 协作机器人系统安装与配置33
3.3.1 机器人安装与配置34
3.3.2 外部设备连接37
3.3.3 机器人基本参数介绍38
3.3.4 末端工具安装39
3.4 安全性功能设置40
3.4.1 机器人使用时的注意事项40
3.4.2 安全停止模式的类型41
3.4.3 紧急停止41
第4章 图形化编程：DART Platform42
4.1 DART Platform42
4.1.1 DART Platform的配置和启动42
4.1.2 DART Platform的操作界面43
4.1.3 启动机器人44
4.1.4 点动模式44
4.2 工作单元：机械臂和末端工具设置48
4.2.1 工作单元48
4.2.2 机器人设置52
4.2.3 末端执行器设置56
4.2.4 末端工具的使用方法59
4.2.5 机器人其他参数的设置59
4.2.6 检查机器人工作日志63
4.3 图形化编程63
4.3.1 图形化示教编程功能63
4.3.2 图形化编程常用命令66
第5章 Windows脚本编程：DART Studio68
5.1 DART Studio总览68
5.1.1 窗口显示与主题68
5.1.2 更改窗口布局69
5.1.3 连接控制器69
5.1.4 使用模拟器70
5.2 系统监控70
5.2.1 监控栏70
5.2.2 监控窗口71
5.2.3 图形窗口72
5.2.4 运动监控窗口73
5.3 系统控制74
5.3.1 机器人配置的一般步骤74
5.3.2 安全区域概述75
5.3.3 手动控制77
5.3.4 故障恢复78
5.4 脚本命令编程及调试79
5.4.1 创建项目79
5.4.2 DRL程序编辑器80
5.4.3 DRL常用API函数83
第6章 Linux环境编程：ROS概述85
6.1 ROS简介85
6.2 ROS安装85
6.2.1 配置Ubuntu软件仓库85
6.2.2 设置sources.list85
6.2.3 设置密钥86
6.2.4 安装86
6.2.5 验证安装86
6.3 ROS基础模块86
6.3.1 安装和配置ROS环境86
6.3.2 ROS文件系统导览87
6.3.3 创建ROS软件包89
6.3.4 理解ROS节点91
6.3.5 理解ROS话题93
6.3.6 ROS服务和rosparam97
6.3.7 使用roslaunch98
6.3.8 创建ROS消息（msg）文件和服务（srv）文件100
第二部分 协作机器人编程实训
第7章 拖动示教编程104
7.1 拖动示教104
7.1.1 实训目的104
7.1.2 实训准备104
7.1.3 实训原理104
7.1.4 实训步骤105
7.1.5 实训结果108
7.1.6 思考与问答108
7.2 协作机器人点动模式运行109
7.2.1 实训目的109
7.2.2 实训准备109
7.2.3 实训原理109
7.2.4 实训步骤109
7.2.5 实训结果115
7.2.6 思考与问答116
第8章 图形化编程案例117
8.1 协作机器人运动控制117
8.1.1 实训目的117
8.1.2 实训准备117
8.1.3 实训原理117
8.1.4 实训步骤117
8.1.5 实训结果123
8.2 协作机器人碰撞检测与空间限制区域124
8.2.1 实训目的124
8.2.2 实训准备124
8.2.3 实训原理124
8.2.4 实训步骤124
8.2.5 思考与问答127
8.3 协作机器人抓取和码垛127
8.3.1 实训目的127
8.3.2 实训准备127
8.3.3 实训原理128
8.3.4 实训步骤128
8.3.5 实训结果131
8.3.6 思考与问答131
第9章 脚本编程案例133
9.1 无线远程连接控制133
9.1.1 实训目的133
9.1.2 实训准备133
9.1.3 实训原理133
9.1.4 实训步骤134
9.1.5 思考与问答136
9.2 协作机器人跳舞136
9.2.1 实训目的136
9.2.2 实训准备137
9.2.3 实训原理137
9.2.4 实训步骤137
9.2.5 实训结果139
9.2.6 思考与问答140
9.3 协作机器人力控制140
9.3.1 实训目的140
9.3.2 实训准备140
9.3.3 实训原理140
9.3.4 实训步骤140
9.3.5 力控制：曲面跟踪143
9.3.6 实训结果144
9.3.7 思考与问答145
第10章 基于ROS的机器人实训案例146
10.1 ROS基础：编写简单的发布者和订阅者146
10.1.1 实训目的与要求146
10.1.2 实训原理与步骤146
10.1.3 实训结果149
10.1.4 思考与问答149
10.2 ROS基础：编写简单的服务和客户端149
10.2.1 实训目的与要求149
10.2.2 实训原理与步骤149
10.2.3 实训结果151
10.2.4 思考与问答151
10.3 协作机器人ROS软件包认知152
10.3.1 实训目的与要求152
10.3.2 实训原理与环境配置152
10.3.3 ROS软件包认知及代码解读153
10.4 协作机器人抓取160
10.4.1 实训目的与要求160
10.4.2 实训原理160
10.4.3 实训步骤160
10.4.4 思考与问答164
10.5 协作机器人数据监测164
10.5.1 实训目的与要求164
10.5.2 实验步骤164
10.5.3 实训结果168
10.5.4 思考与问答169
10.6 协作机器人舞蹈170
10.6.1 实训目的与要求170
10.6.2 实训步骤170
10.6.3 实训结果175
10.6.4 思考与问答175
参考文献176
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