全面介紹機器人的基本概念、主要技術及其應用。內容包括機器人基礎知識，機器人運動學、機器人動力學和機器人控制，典型機器人，工業機器人、移動機器人、擬人機器人、仿生機器人、醫用機器人、空間機器人、多機器人系統以及未來機器人等。
前言本書是在第1版的基礎上修訂而成的。《機器人引論》第1版自2010年出版以來，受到了廣大讀者的關注，并于2012年進行了第二次印刷。 機器人是當前科技領域發展的重要方向之一，受到科技界和企業界的廣泛重視。特別是近五年來，互聯網 、大數據和以深度學習為代表的人工智能技術等推動機器人技術有了進一步發展，人們已經開始預測，機器人或許將成為下一代工業革命的引領者。機器換人等現象的不斷涌現，表明機器人將推動現有產業升級換代，甚至產生新業態。 在這幾年的機器人技術的發展過程中，人工智能技術發揮的作用最大，機器人智能控制也自然是機器人技術中發展最快的技術之一。目前，機器人領域最成功、影響最大的產品多來自家用機器人和空中機器人（無人機），如iRobot掃地機器人、Google無人車、大疆無人機等。這些產品有的已廣泛進入人們的生活，有的將在近幾年內市場化。因此，面對上述變化，有必要將這些內容加入到本書中，使讀者對機器人有更全面的了解，對當前機器人發展有更清晰的認識。 目前，許多高等院校已在或即將在本科階段設立機器人專業，為此要開設許多與機器人技術相關的課程,因此，本書的修訂將會有助于推動機器人領域的教學和人才培養。通過對本書的學習，學生不僅可以對機器人的基礎知識有一定的了解，同時還可以接觸到機器人領域的最新成果，擴展對機器人技術了解的范圍。本書兼顧了對機器人技術教學的基礎性和先進性，學生不需要學習有關機器人教學的前期課程。 相對于第1版，本書主要對以下幾點內容進行了修訂： 1）將第1版第4章機器人控制中智能控制部分作為本書第5章，詳細介紹了機器人智能控制，包括：機器人智能控制的基本特點、主要方法和主要應用。 2）本書增加了家用機器人作為第11章，其中主要介紹了家用機器人的定義與發展歷程、特點與發展趨勢、關鍵技術與研究課題及其主要應用。 3）本書增加了空中機器人作為第12章，其中主要介紹了空中機器人（無人機）的有關知識，包括其發展歷程、分類、應用以及研究熱點。 全書分為2部分，共15章。第1部分介紹機器人基礎知識，包括5章，分別是緒論、機器人運動學、機器人動力學、機器人控制和機器人智能控制；第2部分介紹典型機器人，包括10章，分別是工業機器人、移動機器人、擬人機器人、仿生機器人、醫用機器人、家用機器人、空中機器人、空間機器人、多機器人系統和未來機器人。張濤教授編寫了第1、4、5、7、9、11~15章，陳學東教授和羅欣博士編寫了第2、3章，楊麗博士編寫了第6、8、10章。這里要特別感謝梁榮健、王鐸和牟方厲三位研究生的大力幫助。 本書配有電子課件，可供讀者學習或教師教學使用。 由于機器人技術發展很快，盡管作者盡力在本書中包含了許多新的內容，但仍然會遺漏許多新的思想、方法和不斷涌現的系統。由于作者水平有限，書中不足之處在所難免，敬請讀者批評指正。 作者
序前言第1部分機器人基礎第1章緒論11機器人簡介111機器人的由來112機器人的定義113機器人學的研究領域12機器人的發展歷史13機器人的基本結構14機器人的分類15機器人的應用16機器人學的研究內容17機器人學的國內外研究現狀第2章機器人運動學21剛體位姿的描述211位置的描述位置矢量212方位的描述旋轉矩陣213坐標系的描述214機器人操作臂手爪位姿的描述22點的映射221坐標平移222坐標旋轉223一般映射23齊次坐標和齊次變換24變換矩陣241平移算子242旋轉算子243變換算子的一般形式244變換矩陣的運算25旋轉矩陣的導數26連桿參數和關節變量261連桿描述262連桿連接的描述27連桿坐標系271中間連桿i的坐標系i272首端連桿和末端連桿273用連桿坐標系規定連桿參數274連桿坐標系建立的步驟28連桿變換和運動學方程281相鄰兩連桿坐標系之間的變換矩陣282運動學方程的建立29多足步行機器人的運動學291引言292多足步行機器人機構特征293站立腿的運動學計算294擺動腿的運動學計算295多足步行機器人的運動學計算296多足步行機器人的速度和加速度計算第3章機器人動力學31動力學分析基礎311機器人的坐標系312工具的定位313慣性張量和慣性矩陣314連桿運動的傳遞315牛頓歐拉動力學方程316拉格朗日方程32機器人的靜力分析321等效關節力和力雅可比322連桿的靜力學分析33機器人動力學方程331牛頓歐拉遞推動力學方程332關節空間與操作空間動力學333拉格朗日方程的應用334多足步行機器人的動力學模型第4章機器人控制41機器人運動控制411機器人的伺服電動機412機器人的運動控制器42機器人移動軌跡控制421路徑與軌跡422關節坐標系與直角坐標系423軌跡規劃424軌跡控制43機器人力控制431機器人的力與力控制種類432阻尼力控制433相互力控制44機器人行為控制441機器人行為種類442機器人行為控制方式第5章機器人智能控制51智能控制的基本特點511智能控制概述512智能控制系統的典型結構52智能控制的主要方法521專家控制522模糊控制523神經網絡控制524混沌控制525依靠優化方法的智能優化控制53智能控制的主要應用531機器人的專家控制532機器人的模糊控制533機器人的神經網絡控制534機器人的優化方法控制535機器人智能控制技術的融合〖1〗機器人引論目錄〖2〗第2部分典型機器人第6章工業機器人61工業機器人的發展歷史611工業機器人發展概況612中國工業機器人研制情況62工業機器人的基本組成621執行機構622驅動系統623控制系統624傳感系統63工業機器人的典型機構631SCARA機構632平行桿型機構633多關節機構64工業機器人的種類及應用641焊接機器人642搬運機器人643噴漆機器人644裝配機器人第7章移動機器人71移動機器人的發展72移動機器人的基本組成721驅動系統722控制系統723傳感系統73輪式移動機器人731車輪形式732車輪的配置和轉向機構733三輪移動機器人運動分析734輪式排爆機器人74履帶式移動機器人741車體結構742越障原理743履帶排爆機器人75步行移動機器人751步行機器人的特點及發展過程752步行機器人的腿結構753兩足步行機器人的動力學模型第8章擬人機器人81擬人機器人的發展811擬人機器人的發展歷史812中國擬人機器人發展概況82擬人機器人的基本結構821擬人機器人的頭部822擬人機器人的四肢823擬人機器人的軀體83擬人機器人的主要功能831擬人機器人的擬人行為832擬人機器人的人機交互84擬人機器人的行為控制841步行模式生成器842擬人機器人的雙足步行843全身運動模式的生成85擬人機器人的應用第9章仿生機器人91仿生機器人的特點92仿生機器人的研究概述921研究現狀922仿生機器人的關鍵技術問題923仿生機器人的發展趨勢93仿生機器魚931魚類推進理論932仿生機器魚的設計933仿生機器魚的運動控制934仿生機器魚控制系統的硬件設計94四足仿生機器人941四足仿生機器人的總體設計方案942四足仿生機器人的結構設計943四足仿生機器人的控制系統設計第10章醫用機器人101醫用機器人的特點102醫用機器人的分類1021醫用外科機器人1022康復機器人1023醫學教育機器人103醫用機器人的控制104醫用機器人的應用1041醫用外科機器人的應用1042康復機器人的應用1043醫用機器人的應用實例1044醫用機器人的研究趨勢第11章家用機器人111家用機器人的定義與發展歷程1111家用機器人的定義與分類1112家用機器人的發展歷程1113全球家用機器人總體研發現狀與市場112家用機器人的特點與發展趨勢1121家用機器人的特點1122家用機器人的發展趨勢113家用機器人關鍵技術與研究課題1131室內自主導航技術1132家用機器人的控制1133家用機器人的社會課題114家用機器人的應用1141家居智能方向1142家庭教育娛樂方向1143家庭安全健康方向第12章空中機器人121無人機的發展歷程122無人機的分類1221按無人機應用領域分類1222按無人機機翼布局樣式分類1223按無人機的控制方式分類1224按無人機的性能指標分類123無人機的應用1231無人機在軍事領域的應用1232無人機在民用領域的應用124當前無人機領域的研究熱點第13章空間機器人131空間機器人的定義和發展歷程1311空間機器人的定義1312空間機器人的發展歷程132空間機器人的特點和分類1321空間機器人的特點1322空間機器人的分類133空間機器人通信技術1331空間機器人的深空通信1332空間機器人深空通信的接收技術天線組陣134空間機器人的應用1341探測空間機器人1342空間機器人航天器第14章多機器人系統141多機器人系統概述142多機器人系統的體系結構1421分層式結構1422基于行為的混合分層式結構1423任務級協作式結構1424并行處理混合式結構143多機器人系統的協調控制1431協調控制策略1432協調控制平臺1433協調控制中的學習144網絡機器人1441網絡機器人的組成與特點1442網絡機器人的控制1443網絡機器人的應用145多機器人系統的應用1451機器人足球1452多移動機器人協作圍捕1453多機器人協作裝配第15章未來機器人151機器人的發展趨勢152未來機器人的發展與應用前景153未來機器人與人類社會參考文獻
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