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| 內容簡介： |
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本书共7章。第1章介绍了机器人和机构学的概念和研究范围、机器人的数学模型等。第2章介绍了工业机器人的分类及常见结构。第3章介绍了三维空间刚体运动、反对称矩阵、李群与李代数和旋量等与机器人机构学相关的数学概念。第4章讨论了工业机器人正、逆运动学分析的方法。第5章讨论了工业机器人的速度关系。第6章阐述了牛顿欧拉迭代法和拉格朗日法建立机器人动力学方程的两种常见方法。第7章介绍了移动机器人常见的分类方法、运动学模型及约束建立的方法。本书可作为普通高校机器人工程、自动化、智能制造等专业的教材，也可作为从事机器人机构学研究与设计的工程技术人员和科研人员的参考书。本书配有电子课件，欢迎选用本书作教材的教师登录www.cmpedu.com注册后下载，或发邮件至jinacmp@163.com索取。
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作者前言第1章绪论11.1机器人概述11.1.1机器人定义及发展11.1.2机器人分类61.2机器人的数学模型81.2.1机器人的符号表示81.2.2位形空间81.2.3状态空间91.2.4工作空间91.3机器人机构学概述91.4机构学基本概念101.5机器人机构的研究内容与分类13习题114第2章机器人机构设计152.1机器人系统组成152.2机器人的总体机构设计152.2.1关节型工业机器人162.2.2球坐标型工业机器人162.2.3SCARA型工业机器人172.2.4圆柱型工业机器人172.2.5笛卡儿型工业机器人172.2.6并联工业机器人182.3工业机器人减速器192.4工业机器人机身机构设计212.5工业机器人臂部机构设计222.6工业机器人腕部机构设计23习题225第3章机器人机构学的数学基础263.1三维空间刚体运动263.1.1刚体的位姿描述263.1.2坐标变换283.1.3齐次坐标和齐次变换293.1.4旋转向量303.1.5欧拉角303.1.6四元数313.2反对称矩阵313.2.1反对称矩阵定义313.2.2反对称矩阵性质323.2.3旋转矩阵的导数323.3李群与李代数333.3.1李群的定义333.3.2李代数的定义333.3.3指数与对数映射343.3.4刚体运动的指数坐标353.3.5刚体速度的运动旋量表达383.4旋量423.4.1速度瞬心423.4.2旋量及其含义423.4.3力旋量46习题347第4章工业机器人运动学分析494.1工业机器人正运动学分析494.1.1连杆坐标系的建立494.1.2连杆DH参数504.1.3变换方程544.1.4运动学方程554.2工业机器人逆运动学分析604.2.1逆运动学问题的一般表达604.2.2逆运动学解耦614.2.3逆向位置634.2.4逆向姿态66习题466第5章速度运动学685.1角速度685.1.1绕固定转轴的角速度685.1.2角速度的一般情况695.1.3角速度求和705.2移动坐标系上的线速度715.3速度雅可比矩阵（矢量积）715.3.1角速度725.3.2线速度735.3.3线速度和角速度雅可比矩阵叠加745.3.4分析雅可比矩阵775.4速度雅可比矩阵（位姿方程求导）785.5奇异性795.5.1奇点解耦805.5.2手腕奇点815.5.3手臂奇点815.6力雅可比矩阵835.7逆速度和加速度845.8可操作性85习题587第6章工业机器人动力学分析896.1刚体动力学基础896.1.1质量分布896.1.2刚体的动能和位能906.2牛顿欧拉迭代动力学方程916.2.1牛顿方程和欧拉方程916.2.2牛顿欧拉方程建立动力学模型916.3拉格朗日方程97习题699第7章移动机器人机构学分析1007.1移动机器人分类1007.1.1运动1007.1.2腿式移动机器人1017.1.3轮式移动机器人1037.1.4飞行移动机器人1077.2移动机器人运动学模型及约束1087.2.1移动机器人位置描述1097.2.2前向运动学模型1107.2.3轮子运动学约束1117.2.4移动机器人运动学约束1157.3移动机器人机动性1167.3.1移动性1167.3.2可操纵度1197.3.3机动性1197.4飞行机器人120习题7123参考文献124
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机器人技术是一门多学科跨领域的学科，其涉及计算机、机械、自动控制、人工智能等相关领域，是当下研究的热点领域之一。近年来，随着国内外技术的发展，机器人已广泛应用于国民经济的诸多领域和行业，大量机器人进入了工业生产和日常生活环境。因此，为了满足社会发展的需求，越来越多的高校开设了与机器人相关的课程和专业，培养专门的机器人相关人才。机器人机构学是机器人工程专业的核心课程，它对包括系统结构、运动和动力学等相关机构学内容进行研究，是整个机器人专业学习的基础和重点。本书围绕与机器人相关的机构学知识进行介绍，第1章介绍了机器人和机构学的概念和研究范围，然后介绍了机器人的数学模型，最后给出了机器人机构的研究内容与分类。第2章围绕工业机器人的机构设计进行阐述，首先介绍了机器人系统的组成，工业机器人的分类及各种类型的工业机器人的特点，然后介绍了工业机器人中常用的专用减速器，最后围绕工业机器人的机身、臂部和腕部设计分别进行了阐述。第3章介绍了机器人机构学中用到的数学基础知识，分别介绍了三维空间刚体运动、反对称矩阵、李群与李代数和旋量等数学概念。第4章介绍了工业机器人运动学分析的方法，首先讨论了连杆坐标系的建立、连杆DH参数、变换方程和运动学方程，然后在此基础上给出了工业机器人正运动学分析的方法，最后围绕工业机器人逆运动学分析这一问题展开了讨论。第5章在讨论了角速度相关概念的基础上，利用两种不同的方法引出了速度雅可比矩阵，然后介绍了奇异性问题，接着讨论了力雅可比矩阵，最后给出了逆速度和加速度、可操作性的速度运动学相关概念。第6章在对刚体动力学基础进行介绍以后，利用牛顿欧拉迭代法建立了机器人的动力学方程，而后又利用拉格朗日法建立了机器人的动力学方程。第7章针对移动机器人机构学进行研究，首先给出了移动机器人的分类方法，然后讨论了移动机器人运动学模型及约束建立的方法，在此基础上对移动机器人的机动性进行了研究，最后针对飞行机器人这一特殊移动机器人进行了研究。本书定位为机器人工程专业的本科基础课教材或机械类、自动化类等相关专业研究生教材，也可作为科研人员的参考书。本书在编写过程中，参考了有关机器人方面的论著、教材以及其他资料，再次一并对相关作者致以衷心的感谢。由于作者水平有限，书中难免有疏漏之处，敬请读者批评指正。
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