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全面介紹機器人的基本概念、主要技術(shù)及其應(yīng)用。內(nèi)容包括機器人基礎(chǔ)知識，機器人運動學(xué)、機器人動力學(xué)和機器人控制，典型機器人，工業(yè)機器人、移動機器人、擬人機器人、仿生機器人、醫(yī)用機器人、空間機器人、多機器人系統(tǒng)以及未來機器人等。

前言本書是在第1版的基礎(chǔ)上修訂而成的�！稒C器人引論》第1版自2010年出版以來，受到了廣大讀者的關(guān)注，并于2012年進行了第二次印刷。機器人是當前科技領(lǐng)域發(fā)展的重要方向之一，受到科技界和企業(yè)界的廣泛重視。特別是近五年來，互聯(lián)網(wǎng) 、大數(shù)據(jù)和以深度學(xué)習(xí)為代表的人工智能技術(shù)等推動機器人技術(shù)有了進一步發(fā)展，人們已經(jīng)開始預(yù)測，機器人或許將成為下一代工業(yè)革命的引領(lǐng)者。機器換人等現(xiàn)象的不斷涌現(xiàn)，表明機器人將推動現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)升級換代，甚至產(chǎn)生新業(yè)態(tài)。在這幾年的機器人技術(shù)的發(fā)展過程中，人工智能技術(shù)發(fā)揮的作用最大，機器人智能控制也自然是機器人技術(shù)中發(fā)展最快的技術(shù)之一。目前，機器人領(lǐng)域最成功、影響最大的產(chǎn)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(chǎn)品有的已廣泛進入人們的生活，有的將在近幾年內(nèi)市場化。因此，面對上述變化，有必要將這些內(nèi)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(fā)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(shè)立機器人專業(yè)，為此要開設(shè)許多與機器人技術(shù)相關(guān)的課程,因此，本書的修訂將會有助于推動機器人領(lǐng)域的教學(xué)和人才培養(yǎng)。通過對本書的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅可以對機器人的基礎(chǔ)知識有一定的了解，同時還可以接觸到機器人領(lǐng)域的最新成果，擴展對機器人技術(shù)了解的范圍。本書兼顧了對機器人技術(shù)教學(xué)的基礎(chǔ)性和先進性，學(xué)生不需要學(xué)習(xí)有關(guān)機器人教學(xué)的前期課程。相對于第1版，本書主要對以下幾點內(nèi)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(yīng)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(fā)展歷程、特點與發(fā)展趨勢、關(guān)鍵技術(shù)與研究課題及其主要應(yīng)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(guān)知識，包括其發(fā)展歷程、分類、應(yīng)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(chǔ)知識，包括5章，分別是緒論、機器人運動學(xué)、機器人動力學(xué)、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(yè)機器人、移動機器人、擬人機器人、仿生機器人、醫(yī)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(tǒng)和未來機器人。張濤教授編寫了第1、4、5、7、9、11~15章，陳學(xué)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(xué)習(xí)或教師教學(xué)使用。由于機器人技術(shù)發(fā)展很快，盡管作者盡力在本書中包含了許多新的內(nèi)容，但仍然會遺漏許多新的思想、方法和不斷涌現(xiàn)的系統(tǒng)。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(chǔ)第1章緒論11機器人簡介111機器人的由來112機器人的定義113機器人學(xué)的研究領(lǐng)域12機器人的發(fā)展歷史13機器人的基本結(jié)構(gòu)14機器人的分類15機器人的應(yīng)用16機器人學(xué)的研究內(nèi)容17機器人學(xué)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀第2章機器人運動學(xué)21剛體位姿的描述211位置的描述位置矢量212方位的描述旋轉(zhuǎn)矩陣213坐標系的描述214機器人操作臂手爪位姿的描述22點的映射221坐標平移222坐標旋轉(zhuǎn)223一般映射23齊次坐標和齊次變換24變換矩陣241平移算子242旋轉(zhuǎn)算子243變換算子的一般形式244變換矩陣的運算25旋轉(zhuǎn)矩陣的導(dǎo)數(shù)26連桿參數(shù)和關(guān)節(jié)變量261連桿描述262連桿連接的描述27連桿坐標系271中間連桿i的坐標系i272首端連桿和末端連桿273用連桿坐標系規(guī)定連桿參數(shù)274連桿坐標系建立的步驟28連桿變換和運動學(xué)方程281相鄰兩連桿坐標系之間的變換矩陣282運動學(xué)方程的建立29多足步行機器人的運動學(xué)291引言292多足步行機器人機構(gòu)特征293站立腿的運動學(xué)計算294擺動腿的運動學(xué)計算295多足步行機器人的運動學(xué)計算296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(xué)31動力學(xué)分析基礎(chǔ)311機器人的坐標系312工具的定位313慣性張量和慣性矩陣314連桿運動的傳遞315牛頓歐拉動力學(xué)方程316拉格朗日方程32機器人的靜力分析321等效關(guān)節(jié)力和力雅可比322連桿的靜力學(xué)分析33機器人動力學(xué)方程331牛頓歐拉遞推動力學(xué)方程332關(guān)節(jié)空間與操作空間動力學(xué)333拉格朗日方程的應(yīng)用334多足步行機器人的動力學(xué)模型第4章機器人控制41機器人運動控制411機器人的伺服電動機412機器人的運動控制器42機器人移動軌跡控制421路徑與軌跡422關(guān)節(jié)坐標系與直角坐標系423軌跡規(guī)劃424軌跡控制43機器人力控制431機器人的力與力控制種類432阻尼力控制433相互力控制44機器人行為控制441機器人行為種類442機器人行為控制方式第5章機器人智能控制51智能控制的基本特點511智能控制概述512智能控制系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)52智能控制的主要方法521專家控制522模糊控制523神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制524混沌控制525依靠優(yōu)化方法的智能優(yōu)化控制53智能控制的主要應(yīng)用531機器人的專家控制532機器人的模糊控制533機器人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制534機器人的優(yōu)化方法控制535機器人智能控制技術(shù)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(yè)機器人61工業(yè)機器人的發(fā)展歷史611工業(yè)機器人發(fā)展概況612中國工業(yè)機器人研制情況62工業(yè)機器人的基本組成621執(zhí)行機構(gòu)622驅(qū)動系統(tǒng)623控制系統(tǒng)624傳感系統(tǒng)63工業(yè)機器人的典型機構(gòu)631SCARA機構(gòu)632平行桿型機構(gòu)633多關(guān)節(jié)機構(gòu)64工業(yè)機器人的種類及應(yīng)用641焊接機器人642搬運機器人643噴漆機器人644裝配機器人第7章移動機器人71移動機器人的發(fā)展72移動機器人的基本組成721驅(qū)動系統(tǒng)722控制系統(tǒng)723傳感系統(tǒng)73輪式移動機器人731車輪形式732車輪的配置和轉(zhuǎn)向機構(gòu)733三輪移動機器人運動分析734輪式排爆機器人74履帶式移動機器人741車體結(jié)構(gòu)742越障原理743履帶排爆機器人75步行移動機器人751步行機器人的特點及發(fā)展過程752步行機器人的腿結(jié)構(gòu)753兩足步行機器人的動力學(xué)模型第8章擬人機器人81擬人機器人的發(fā)展811擬人機器人的發(fā)展歷史812中國擬人機器人發(fā)展概況82擬人機器人的基本結(jié)構(gòu)821擬人機器人的頭部822擬人機器人的四肢823擬人機器人的軀體83擬人機器人的主要功能831擬人機器人的擬人行為832擬人機器人的人機交互84擬人機器人的行為控制841步行模式生成器842擬人機器人的雙足步行843全身運動模式的生成85擬人機器人的應(yīng)用第9章仿生機器人91仿生機器人的特點92仿生機器人的研究概述921研究現(xiàn)狀922仿生機器人的關(guān)鍵技術(shù)問題923仿生機器人的發(fā)展趨勢93仿生機器魚931魚類推進理論932仿生機器魚的設(shè)計933仿生機器魚的運動控制934仿生機器魚控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計94四足仿生機器人941四足仿生機器人的總體設(shè)計方案942四足仿生機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計943四足仿生機器人的控制系統(tǒng)設(shè)計第10章醫(yī)用機器人101醫(yī)用機器人的特點102醫(yī)用機器人的分類1021醫(yī)用外科機器人1022康復(fù)機器人1023醫(yī)學(xué)教育機器人103醫(yī)用機器人的控制104醫(yī)用機器人的應(yīng)用1041醫(yī)用外科機器人的應(yīng)用1042康復(fù)機器人的應(yīng)用1043醫(yī)用機器人的應(yīng)用實例1044醫(yī)用機器人的研究趨勢第11章家用機器人111家用機器人的定義與發(fā)展歷程1111家用機器人的定義與分類1112家用機器人的發(fā)展歷程1113全球家用機器人總體研發(fā)現(xiàn)狀與市場112家用機器人的特點與發(fā)展趨勢1121家用機器人的特點1122家用機器人的發(fā)展趨勢113家用機器人關(guān)鍵技術(shù)與研究課題1131室內(nèi)自主導(dǎo)航技術(shù)1132家用機器人的控制1133家用機器人的社會課題114家用機器人的應(yīng)用1141家居智能方向1142家庭教育娛樂方向1143家庭安全健康方向第12章空中機器人121無人機的發(fā)展歷程122無人機的分類1221按無人機應(yīng)用領(lǐng)域分類1222按無人機機翼布局樣式分類1223按無人機的控制方式分類1224按無人機的性能指標分類123無人機的應(yīng)用1231無人機在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用1232無人機在民用領(lǐng)域的應(yīng)用124當前無人機領(lǐng)域的研究熱點第13章空間機器人131空間機器人的定義和發(fā)展歷程1311空間機器人的定義1312空間機器人的發(fā)展歷程132空間機器人的特點和分類1321空間機器人的特點1322空間機器人的分類133空間機器人通信技術(shù)1331空間機器人的深空通信1332空間機器人深空通信的接收技術(shù)天線組陣134空間機器人的應(yīng)用1341探測空間機器人1342空間機器人航天器第14章多機器人系統(tǒng)141多機器人系統(tǒng)概述142多機器人系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)1421分層式結(jié)構(gòu)1422基于行為的混合分層式結(jié)構(gòu)1423任務(wù)級協(xié)作式結(jié)構(gòu)1424并行處理混合式結(jié)構(gòu)143多機器人系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制1431協(xié)調(diào)控制策略1432協(xié)調(diào)控制平臺1433協(xié)調(diào)控制中的學(xué)習(xí)144網(wǎng)絡(luò)機器人1441網(wǎng)絡(luò)機器人的組成與特點1442網(wǎng)絡(luò)機器人的控制1443網(wǎng)絡(luò)機器人的應(yīng)用145多機器人系統(tǒng)的應(yīng)用1451機器人足球1452多移動機器人協(xié)作圍捕1453多機器人協(xié)作裝配第15章未來機器人151機器人的發(fā)展趨勢152未來機器人的發(fā)展與應(yīng)用前景153未來機器人與人類社會參考文獻

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