內容大鋼
本書系統地介紹了機器人學相關的知識及基本原理。全書共8章。第1章為緒論。第2?7章為主體部分，其中第2章介紹典型機器人的主要機械本體構成以及典型機構，第3章介紹機器人位置運動學，第4章討論機器人的微分運動以及基於雅可比矩陣的速度分析、靜力分析等內容，第5章討論機器人動力學的相關問題，第6章介紹常用機器人的軌跡規劃方法，第7章介紹機器人驅動器的主要類型、工作原理及應用方法。第8章以四足機器人整機和人形機器人手臂為兩個典型案例，結合全書內容進行了綜合應用與設計。
本書內容豐富，既包含機器人學的基礎知識，也涉及相關領域的前沿內容。本書適合作為機器人工程、機械類、自動化類及電腦類等專業本科高年級學生或研究生的教材，也可供機器人及相關領域的研究人員學習和參考。
目錄
序
前言
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 機器人的發展史
1.2.1 機器人起源
1.2.2 國外機器人發展
1.2.3 國內機器人發展
1.3 機器人學的發展
1.4 機器人的基本概念
1.5 機器人的分類
1.6 機器人的應用
1.7 機器人的性能指標
1.8 機器人的未來與趨勢
本章小結
課後習題
參考文獻
第2章 機器人機構基礎
2.1 引言
2.2 機器人的自由度
2.2.1 基本概念
2.2.2 自由度計算
2.3 機器人的工作空間
2.4 機器人的組成
2.5 驅動機構
2.6 傳動機構
2.6.1 齒輪傳動
2.6.2 絲杠傳動
2.6.3 帶傳動和鏈傳動
2.6.4 繩傳動
2.6.5 連桿傳動
2.6.6 凸輪傳動
2.7 機身機構
2.7.1 臂部機構
2.7.2 腕部機構
2.7.3 手部機構
2.8 移動機構
2.8.1 輪式機構
2.8.2 履帶式機構
2.8.3 腿足式機構
2.9 其他新型機構
2.9.1 柔順機構
2.9.2 變胞機構
2.10 設計項目：四足機器人的方案設計
本章小結
課後習題
參考文獻
第3章 機器人位置運動學
3.1 引言
3.2 機器人的矩陣表示
3.2.1 空間向量基礎
3.2.2 位姿矩陣
3.3 齊次變換矩陣
3.3.1 齊次坐標
3.3.2 齊次變換矩陣的表示
3.4 機器人坐標變換的表示
3.4.1 平移變換
3.4.2 旋轉變換
3.4.3 複合變換
3.4.4 相對於當前坐標系的變換
3.5 機器人的正運動學分析
3.5.1 位置正運動學
3.5.2 姿態正運動學
3.6 機器人正運動學的D-H表示
3.6.1 標準D-H建模法
3.6.2 其他D-H建模法
3.7 機器人的逆運動學分析
3.7.1 逆運動學的多解性
3.7.2 逆運動學求解
3.8 機器人的位置運動學模擬
3.8.1 坐標變換
3.8.2 建立機器人對象
3.8.3 機器人運動學求解
3.9 設計項目：四足機器人的運動學分析
3.9.1 D-H坐標系說明
3.9.2 右前腿運動學分析
本章小結
課後習題
參考文獻
第4章 機器人的雅可比矩陣與分析
4.1 引言
4.2 微分運動關係
4.2.1 微分關係
4.2.2 坐標系的微分運動
4.2.3 微分運動在不同坐標系間的相互轉換
4.3 雅可比矩陣
4.3.1 雅可比矩陣的定義
4.3.2 雅可比矩陣的計算方法
4.4 基於雅可比矩陣的速度分析
4.5 基於雅可比矩陣的靜力分析
4.5.1 機構連桿之間的靜力傳遞
4.5.2 靜力雅可比矩陣
4.5.3 靜力雅可比矩陣的坐標系變換
4.6 基於雅可比矩陣的奇異位形分析
4.7 設計項目：四足機器人的速度與靜力學分析
本章小結
課後習題
參考文獻
第5章 機器人動力學
5.1 引言
5.2 慣性參數
5.2.1 轉動慣量
5.2.2 張量
5.2.3 慣量張量
5.2.4 慣量張量的平行移軸定理與坐標軸旋轉變換
5.2.5 慣性橢球和慣性主軸
5.3 基於牛頓-歐拉方程的機器人動力學分析
5.3.1 牛頓動力學方程
5.3.2 歐拉方程
5.3.3 機器人機構的牛頓-歐拉動力學方程
5.4 牛頓-歐拉動力學方程的遞推演算法
5.4.1 速度及加速度的向後遞推計算
5.4.2 關節力與力矩的向前遞推計算
5.5 基於拉格朗日方程的機器人動力學建模
5.5.1 拉格朗日方程概述
5.5.2 拉格朗日方程在機器人動力學中的應用
5.6 機器人動力學模擬
5.6.1 通用機構的動力學模擬軟體
5.6.2 通用建模和分析軟體的動力學模擬模塊
5.6.3 專用機械系統動力學模擬軟體
5.6.4 利用MATLAB Robotics Toolbox的動力學模擬
5.7 設計項目：四足機器人的動力學分析
本章小結
課後習題
參考文獻
第6章 機器人軌跡規劃
6.1 引言
6.2 軌跡規劃基本原理
6.2.1 路徑、軌跡及軌跡規劃
6.2.2 關節空間軌跡規劃的基本原理
6.2.3 笛卡兒空間軌跡規劃的基本原理
6.2.4 軌跡規劃實現的基本方法
6.3 關節空間軌跡規劃的實現方法
6.3.1 單路段軌跡規劃
6.3.2 具有中間點的軌跡規劃
6.4 笛卡兒坐標空間軌跡規劃
6.4.1 空間直線軌跡規劃
6.4.2 圓弧軌跡規劃
6.4.3 笛卡兒坐標空間軌跡規劃所需注意問題
6.5 設計項目：四足機器人的腿部軌跡規劃
本章小結
課後習題
參考文獻
第7章 機器人驅動器
7.1 引言
7.2 機器人驅動器的基本性能要求
7.3 機器人驅動器的主要類型與選用原則
7.3.1 機器人驅動器的主要類型
7.3.2 機器人驅動器的選用原則
7.4 液壓驅動器
7.4.1 液壓驅動器的基本原理
7.4.2 液壓驅動系統的基本結構
7.4.3 液壓驅動器的控制系統
7.4.4 液壓驅動器的典型應用
7.5 氣動驅動器
7.5.1 氣動驅動器的基本原理
7.5.2 氣動驅動系統的基本結構
7.5.3 氣動驅動器的控制系統
7.5.4 氣動驅動器的典型應用
7.6 電動機驅動器
7.6.1 電動機驅動器的基本原理
7.6.2 直流電動機
7.6.3 交流電動機
7.6.4 伺服電動機
7.6.5 力矩電動機
7.6.6 步進電動機
7.6.7 電動機驅動器的典型應用
7.7 新型驅動器
7.7.1 壓電驅動器
7.7.2 超磁致伸縮驅動器
7.7.3 靜電驅動器
7.7.4 人工肌肉驅動器
7.8 設計項目：四足機器人腿部驅動器的設計（採用電動機驅動器）
本章小結
課後習題
參考文獻
第8章 機器人綜合設計
8.1 引言
8.2 機器人設計的方法與流程
8.2.1 機器人一般設計過程
8.2.2 機器人設計的關鍵問題
8.3 四足機器人整機設計實例
8.3.1 四足機器人機械結構設計
8.3.2 四足機器人運動學建模分析
8.3.3 四足機器人動力學模擬分析
8.3.4 四足機器人步態軌跡規劃
8.3.5 四足機器人步態模擬與實驗
8.4 人形機器人手臂設計實例
8.4.1 人形機器人手臂機械結構設計
8.4.2 人形機器人手臂運動學建模分析
8.4.3 人形機器人手臂靜力
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