图书前言

前言

机器人自诞生伊始即受到世人的广泛关注,相关学科的建立亦成为人类科学技术的重大成就。在人类的引导下,机器人尽职尽责地为人类服务,在长期的人机共融过程中已然成为帮助人类文明向自动化、智能化转变的关键“法宝”。第四次工业革命的时代帷幕即将拉开,人类将携手机器人这一得力助手,探索智能未来。

目前,机器人已在工业、航空航天、深海探测、医疗康复等高精尖领域中崭露头角,在灵活空间的运动作业中的应用已经极为成熟。而要想进一步适应智能时代的要求,机器人必须拓展服务人类场景的适应性,具备与外部复杂环境进行接触式作业的能力。机器人接触式作业的深度研究以及相关柔顺控制技术的发展势在必行。

对于许多国内机器人行业从业者而言,机器人柔顺控制技术显得有点神秘,其技术理论与良好的应用效果之间存在隔阂,人们一直希望获得一些详细、清晰、准确、可靠的柔顺控制技术参考资料,助力国内机器人接触式作业的发展。本书基于作者长期的一线实际研发与实际工程应用经验,从控制理论出发,面向机器人复杂接触式场景,致力于将机器人柔顺控制的理论与实践工作融会贯通,为相关专业的研究学者提供机器人柔顺控制的理论介绍与实践参考方案。本书并不拘泥于理论层面的严密分析,而是更多地站在一个实践应用者的角度对机器人柔顺控制技术进行剖析,以通俗易懂的语言为读者揭开机器人柔顺控制技术的神秘面纱。

全书包含5章,主要内容涉及3方面: 机器人柔顺控制理论、机器人柔顺控制算法及机器人柔顺控制工程实践。第1章从当前的机器人应用场景引入,对柔顺控制的技术难点进行了剖析; 第2章聚焦于理论基础,介绍了当前最普适的柔顺控制理论与思路; 第3章在第2章的基础上介绍了当今主流的柔顺控制算法与实现原理,设计的柔顺算法为解决实际应用难题提供了范式; 第4章与第5章分别从系统设计与实现、典型应用实践两方面详细介绍了柔顺控制技术的应用案例。

编写过程中,宾一鸣和田威教授撰写了部分章节并审阅了书稿,还从内容组织和教学的角度给予了指导。崔坤坤、张思文、杜亭燕、孙伟栋、姜锦程、郭安、吴晨冬、于衍钊、王明鑫等协助整理。南京航空航天大学的吴洪涛教授、陈柏教授、王灵禺博士等对本书的编写提出了宝贵意见和建议,在此深表感谢。

机器人柔顺控制技术是一类应用广泛、实践性强的控制技术,将随着时代的进步不断更新与完善。限于作者的研究水平和实践经验,书中难免存在缺漏之处,希望广大读者批评与指正。