全面介绍机器人的基本概念、主要技术及其应用。内容包括机器人基础知识，机器人运动学、机器人动力学和机器人控制，典型机器人，工业机器人、移动机器人、拟人机器人、仿生机器人、医用机器人、空间机器人、多机器人系统以及未来机器人等。
前言本书是在第1版的基础上修订而成的。《机器人引论》第1版自2010年出版以来，受到了广大读者的关注，并于2012年进行了第二次印刷。 机器人是当前科技领域发展的重要方向之一，受到科技界和企业界的广泛重视。特别是近五年来，互联网 、大数据和以深度学习为代表的人工智能技术等推动机器人技术有了进一步发展，人们已经开始预测，机器人或许将成为下一代工业革命的引领者。机器换人等现象的不断涌现，表明机器人将推动现有产业升级换代，甚至产生新业态。 在这几年的机器人技术的发展过程中，人工智能技术发挥的作用最大，机器人智能控制也自然是机器人技术中发展最快的技术之一。目前，机器人领域最成功、影响最大的产品多来自家用机器人和空中机器人（无人机），如iRobot扫地机器人、Google无人车、大疆无人机等。这些产品有的已广泛进入人们的生活，有的将在近几年内市场化。因此，面对上述变化，有必要将这些内容加入到本书中，使读者对机器人有更全面的了解，对当前机器人发展有更清晰的认识。 目前，许多高等院校已在或即将在本科阶段设立机器人专业，为此要开设许多与机器人技术相关的课程,因此，本书的修订将会有助于推动机器人领域的教学和人才培养。通过对本书的学习，学生不仅可以对机器人的基础知识有一定的了解，同时还可以接触到机器人领域的最新成果，扩展对机器人技术了解的范围。本书兼顾了对机器人技术教学的基础性和先进性，学生不需要学习有关机器人教学的前期课程。 相对于第1版，本书主要对以下几点内容进行了修订： 1）将第1版第4章机器人控制中智能控制部分作为本书第5章，详细介绍了机器人智能控制，包括：机器人智能控制的基本特点、主要方法和主要应用。 2）本书增加了家用机器人作为第11章，其中主要介绍了家用机器人的定义与发展历程、特点与发展趋势、关键技术与研究课题及其主要应用。 3）本书增加了空中机器人作为第12章，其中主要介绍了空中机器人（无人机）的有关知识，包括其发展历程、分类、应用以及研究热点。 全书分为2部分，共15章。第1部分介绍机器人基础知识，包括5章，分别是绪论、机器人运动学、机器人动力学、机器人控制和机器人智能控制；第2部分介绍典型机器人，包括10章，分别是工业机器人、移动机器人、拟人机器人、仿生机器人、医用机器人、家用机器人、空中机器人、空间机器人、多机器人系统和未来机器人。张涛教授编写了第1、4、5、7、9、11~15章，陈学东教授和罗欣博士编写了第2、3章，杨丽博士编写了第6、8、10章。这里要特别感谢梁荣健、王铎和牟方厉三位研究生的大力帮助。 本书配有电子课件，可供读者学习或教师教学使用。 由于机器人技术发展很快，尽管作者尽力在本书中包含了许多新的内容，但仍然会遗漏许多新的思想、方法和不断涌现的系统。由于作者水平有限，书中不足之处在所难免，敬请读者批评指正。 作者
序前言第1部分机器人基础第1章绪论11机器人简介111机器人的由来112机器人的定义113机器人学的研究领域12机器人的发展历史13机器人的基本结构14机器人的分类15机器人的应用16机器人学的研究内容17机器人学的国内外研究现状第2章机器人运动学21刚体位姿的描述211位置的描述位置矢量212方位的描述旋转矩阵213坐标系的描述214机器人操作臂手爪位姿的描述22点的映射221坐标平移222坐标旋转223一般映射23齐次坐标和齐次变换24变换矩阵241平移算子242旋转算子243变换算子的一般形式244变换矩阵的运算25旋转矩阵的导数26连杆参数和关节变量261连杆描述262连杆连接的描述27连杆坐标系271中间连杆i的坐标系i272首端连杆和末端连杆273用连杆坐标系规定连杆参数274连杆坐标系建立的步骤28连杆变换和运动学方程281相邻两连杆坐标系之间的变换矩阵282运动学方程的建立29多足步行机器人的运动学291引言292多足步行机器人机构特征293站立腿的运动学计算294摆动腿的运动学计算295多足步行机器人的运动学计算296多足步行机器人的速度和加速度计算第3章机器人动力学31动力学分析基础311机器人的坐标系312工具的定位313惯性张量和惯性矩阵314连杆运动的传递315牛顿欧拉动力学方程316拉格朗日方程32机器人的静力分析321等效关节力和力雅可比322连杆的静力学分析33机器人动力学方程331牛顿欧拉递推动力学方程332关节空间与操作空间动力学333拉格朗日方程的应用334多足步行机器人的动力学模型第4章机器人控制41机器人运动控制411机器人的伺服电动机412机器人的运动控制器42机器人移动轨迹控制421路径与轨迹422关节坐标系与直角坐标系423轨迹规划424轨迹控制43机器人力控制431机器人的力与力控制种类432阻尼力控制433相互力控制44机器人行为控制441机器人行为种类442机器人行为控制方式第5章机器人智能控制51智能控制的基本特点511智能控制概述512智能控制系统的典型结构52智能控制的主要方法521专家控制522模糊控制523神经网络控制524混沌控制525依靠优化方法的智能优化控制53智能控制的主要应用531机器人的专家控制532机器人的模糊控制533机器人的神经网络控制534机器人的优化方法控制535机器人智能控制技术的融合〖1〗机器人引论目录〖2〗第2部分典型机器人第6章工业机器人61工业机器人的发展历史611工业机器人发展概况612中国工业机器人研制情况62工业机器人的基本组成621执行机构622驱动系统623控制系统624传感系统63工业机器人的典型机构631SCARA机构632平行杆型机构633多关节机构64工业机器人的种类及应用641焊接机器人642搬运机器人643喷漆机器人644装配机器人第7章移动机器人71移动机器人的发展72移动机器人的基本组成721驱动系统722控制系统723传感系统73轮式移动机器人731车轮形式732车轮的配置和转向机构733三轮移动机器人运动分析734轮式排爆机器人74履带式移动机器人741车体结构742越障原理743履带排爆机器人75步行移动机器人751步行机器人的特点及发展过程752步行机器人的腿结构753两足步行机器人的动力学模型第8章拟人机器人81拟人机器人的发展811拟人机器人的发展历史812中国拟人机器人发展概况82拟人机器人的基本结构821拟人机器人的头部822拟人机器人的四肢823拟人机器人的躯体83拟人机器人的主要功能831拟人机器人的拟人行为832拟人机器人的人机交互84拟人机器人的行为控制841步行模式生成器842拟人机器人的双足步行843全身运动模式的生成85拟人机器人的应用第9章仿生机器人91仿生机器人的特点92仿生机器人的研究概述921研究现状922仿生机器人的关键技术问题923仿生机器人的发展趋势93仿生机器鱼931鱼类推进理论932仿生机器鱼的设计933仿生机器鱼的运动控制934仿生机器鱼控制系统的硬件设计94四足仿生机器人941四足仿生机器人的总体设计方案942四足仿生机器人的结构设计943四足仿生机器人的控制系统设计第10章医用机器人101医用机器人的特点102医用机器人的分类1021医用外科机器人1022康复机器人1023医学教育机器人103医用机器人的控制104医用机器人的应用1041医用外科机器人的应用1042康复机器人的应用1043医用机器人的应用实例1044医用机器人的研究趋势第11章家用机器人111家用机器人的定义与发展历程1111家用机器人的定义与分类1112家用机器人的发展历程1113全球家用机器人总体研发现状与市场112家用机器人的特点与发展趋势1121家用机器人的特点1122家用机器人的发展趋势113家用机器人关键技术与研究课题1131室内自主导航技术1132家用机器人的控制1133家用机器人的社会课题114家用机器人的应用1141家居智能方向1142家庭教育娱乐方向1143家庭安全健康方向第12章空中机器人121无人机的发展历程122无人机的分类1221按无人机应用领域分类1222按无人机机翼布局样式分类1223按无人机的控制方式分类1224按无人机的性能指标分类123无人机的应用1231无人机在军事领域的应用1232无人机在民用领域的应用124当前无人机领域的研究热点第13章空间机器人131空间机器人的定义和发展历程1311空间机器人的定义1312空间机器人的发展历程132空间机器人的特点和分类1321空间机器人的特点1322空间机器人的分类133空间机器人通信技术1331空间机器人的深空通信1332空间机器人深空通信的接收技术天线组阵134空间机器人的应用1341探测空间机器人1342空间机器人航天器第14章多机器人系统141多机器人系统概述142多机器人系统的体系结构1421分层式结构1422基于行为的混合分层式结构1423任务级协作式结构1424并行处理混合式结构143多机器人系统的协调控制1431协调控制策略1432协调控制平台1433协调控制中的学习144网络机器人1441网络机器人的组成与特点1442网络机器人的控制1443网络机器人的应用145多机器人系统的应用1451机器人足球1452多移动机器人协作围捕1453多机器人协作装配第15章未来机器人151机器人的发展趋势152未来机器人的发展与应用前景153未来机器人与人类社会参考文献
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