机器人机构学的数学基础

页数:416

出版时间:2008-7

价格:49.80元

isbn号码:9787111242567

具体描述

《机器人机构学的数学基础》以近年来的研究成果为主干，讲述李群李代数、旋量理论为代表的现代数学工具在机构学及机器人学中的应用。全书分为两个部分：第一部分为理论基础篇，第二部分为应用篇，其中多数有习题。第1章为绪论。第2章回顾一些数学基础知识与概念，如线性变换、矩阵理论、射影几何、线几何以及微分流形等。从第3章到第8章是《机器人机构学的数学基础》的基础理论部分，主要是李群、李代数及旋量、旋量系理论及其在机构学中的简单应用。从第9章到第14章是《机器人机构学的数学基础》的应用部分，粤括复杂机构及机器人的自由度分析、构型综合、运动学分析、运动性能分析、静力学与刚度问题、动力学问题等。

用户评价

这本关于机器人机构学的专著，虽然我尚未深入研读，但从其厚重的装帧和严谨的目录结构来看，它无疑是一部企图系统梳理该领域底层逻辑的力作。我注意到其中对运动学、动力学建模的论述必然占据了相当篇幅，想必对于如何将复杂的机械运动转化为可求解的数学方程组有着独到的见解。尤其是在当代机器人技术向高精度、高复杂度迈进的背景下，对这些“基础”的深入挖掘显得尤为关键。我猜想作者在处理坐标变换、雅可比矩阵的奇异性分析等方面，一定采用了非常清晰且富有洞察力的数学工具，使得那些晦涩难懂的几何关系变得可以被精确计算和控制。对于一个渴望理解机器人“骨骼”和“肌肉”如何协同工作的工程师而言，这种对数学根基的强调，比任何花哨的应用案例都要来得实在和宝贵，它搭建了从理论到实践的坚实桥梁。

我关注的重点往往落在误差分析和不确定性量化上。在现实世界的制造和装配过程中，任何数学模型都带有理想化的假设，这正是摩擦、间隙和传感器噪声的来源。因此，一本真正优秀的“数学基础”著作，必须能够教会读者如何将这些现实世界的随机性纳入到理论框架中。我希望书中能详细讨论误差传播模型，如何利用统计学工具（比如卡尔曼滤波的理论基础，或者更底层的协方差矩阵分析）来量化关节位置和末端执行器位姿的不确定性。如果作者能够清晰地展示，一个微小的几何参数偏差，在复杂的运动链上传导后，如何在数学上被精确地预测和补偿，那么这本书就超越了一般的运动学介绍，上升到了系统可靠性工程的高度，这对我理解和设计高精尖系统至关重要。

坦率地说，面对这类宣称是“数学基础”的著作，我内心深处总是带着一丝审慎的怀疑，因为它们常常容易陷入纯理论的泥潭，与工程实践脱节。然而，这本书的排版和图示风格似乎暗示了一种更具现代感的叙事方式。我猜想，作者可能采用了大量的几何可视化手段，结合现代计算机代数的求解思想，来阐释那些在传统教材中显得僵硬的符号运算。例如，在描述机器人的运动学逆解时，书中是否提供了超越传统解析方法的数值迭代策略，并从数学上论证了这些方法的收敛性和稳定性？这种对计算效率和算法鲁棒性的关注，才是当代机器人技术真正需要的“基础”。如果它能帮助读者建立起一个既能理解符号推导，又能驾驭数值计算的完整知识体系，那么它就是一本值得反复研读的工具书。

初翻这本书的章节标题，我立刻感受到了一种扑面而来的硬核气息，那种仿佛直接面对牛顿力学或欧拉-拉格朗日方程的庄严感。可以想象，作者在构建全书体系时，必然花费了大量心力来确保数学推导的严密性和逻辑链条的无缝衔接。我特别期待看到书中如何阐述复杂连杆系统在多维空间中的约束条件，以及如何运用微分几何的工具来描述机器人的工作空间边界。这种对数学美学的追求，往往是区分优秀教科书和普通参考资料的分水岭。如果内容能够深入浅出地讲解那些看似高不可攀的张量分析或群论在机器人配置空间描述中的应用，那么这本书的价值将是里程碑式的。它不是教你如何使用现成的机器人软件库，而是让你明白软件底层是如何被构造出来的，这对于真正想从事前沿研发的人来说，是不可或缺的内功心法。

作为一名资深的机械设计人员，我对理论书籍的实用性有着近乎苛刻的要求。我希望看到书中不仅仅停留在纯粹的理论推导层面，而是能巧妙地将数学模型映射到实际的结构设计问题上。比如，在处理冗余自由度机器人的轨迹规划时，如何利用伪逆矩阵或SVD分解来寻找最优解空间，书中是否给出了详尽的案例分析？这种从抽象的代数运算到具体的力矩分配和关节限位之间的过渡，常常是检验一本“基础”教材是否合格的关键点。我更看重那些能够指导我优化连杆长度、选择合适的驱动元件，甚至预测潜在的运动学死锁的数学洞察，而非仅仅是教科书式的公式堆砌。如果这本书能提供一套完整的、基于严谨数学推导的评估框架，无疑将极大地提升我的设计效率和产品的可靠性。