《機器人手冊》（原書第2版）第1卷機器人基礎共分兩篇：機器人學基礎和機器人設計。第1篇機器人學基礎主要介紹了用于機器人系統建模、設計和控制的基本原理和方法，包括運動學、動力學、機構與驅動、傳感與估計、模型辨識、運動規(guī)劃、運動控制、力控制、冗余度機器人、含有柔性單元的機器人、機器人體系架構與編程、基于行為的系統、機器人人工智能推理方法和機器人學習等主題，這些主題是后續(xù)章節(jié)內容的基礎，并被拓展和應用于特定的機器人系統中。第2篇機器人設計主要介紹了與機器人實際物理模型的設計和建模相關的主題，既闡述了機器人設計與性能評價，又介紹了包括肢系統、并聯機構、機器人手、蛇形機器人與連續(xù)體機器人、軟體機器人的驅動器、模塊化機器人、仿生機器人、輪式機器人、水下機器人、飛行機器人和微納機器人等在實際物理實現過程中的設計、建模、運動計劃和控制等問題。本篇各章所涉及的主題不僅對構建機器人實際物理模型不可或缺，而且對機器人動作的生成與控制，以及按預期的方式進行操作也很重要。本手冊可供機器人、人工智能、機械工程、自動化、計算機等領域的科研技術人員使用，也可供高等院校相關專業(yè)師生參考，還可供機器人業(yè)余愛好者閱讀。
目錄
譯者序
作者序一(第1版)
作者序二(第1版)
作者序三(第1版)
作者序四(第1版)
第2版前言
多媒體擴展序
如何訪問多媒體內容
主編簡介
篇主編簡介
多媒體團隊簡介
作者列表
縮略詞列表
第1章緒論——如何使用《機器人手冊》1
1.1機器人學發(fā)展簡史1
1.2機器人學的研究群體2
1.3如何使用本手冊3
視頻文獻5
第1篇機器人學基礎
內容導讀8
第2章運動學11
2.1概述11
2.2位置與姿態(tài)表示12
2.3關節(jié)運動學20
2.4幾何表示24
2.5工作空間26
2.6正運動學26
2.7逆運動學27
2.8正微分運動學29
2.9逆微分運動學30
2.10靜力學變換30
2.11結論與延展閱讀30
參考文獻31
第3章動力學33
3.1概述34
3.2空間向量表示法35
3.3正則方程40
3.4剛體系統動力學模型42
3.5運動樹46
3.6運動環(huán)51
3.7結論與延展閱讀54
參考文獻56
第4章機構與驅動59
4.1概述60
4.2系統特征60
4.3運動學與動力學61
4.4串聯機器人64
4.5并聯機器人65
4.6機械結構66
4.7關節(jié)機構67
4.8驅動器69
4.9機器人的性能指標75
4.10結論與延展閱讀77
視頻文獻77
參考文獻78
第5章傳感與估計80
5.1概述80
5.2感知過程81
5.3傳感器82
5.4估計過程87
5.5表征96
5.6結論與延展閱讀97
參考文獻98
第6章模型辨識100
6.1概述100
6.2運動學標定102
6.3慣性參數估計107
6.4可辨識性與條件數分析112
6.5結論與延展閱讀118
視頻文獻119
參考文獻120
第7章運動規(guī)劃122
7.1機器人運動規(guī)劃122
7.2運動規(guī)劃的概念123
7.3基于抽樣的規(guī)劃124
7.4替代算法127
7.5微分約束130
7.6擴展與演變133
7.7高級議題136
7.8結論與延展閱讀139
視頻文獻139
參考文獻140
第8章運動控制144
8.1運動控制簡介145
8.2關節(jié)空間與操作空間控制146
8.3獨立關節(jié)控制147
8.4PID控制149
8.5跟蹤控制151
8.6計算轉矩與計算轉矩類控制153
8.7自適應控制156
8.8優(yōu)與魯棒控制159
8.9軌跡生成與規(guī)劃161
8.10數字化實現164
8.11學習控制166
視頻文獻167
參考文獻168
第9章力控制171
9.1背景171
9.2間接力控制173
9.3交互作業(yè)179
9.4力/運動混合控制184
9.5結論與延展閱讀188
視頻文獻189
參考文獻190
第10章冗余度機器人192
10.1概述192
10.2面向任務的運動學194
10.3微分逆運動學196
10.4冗余度求解優(yōu)化方法200
10.5冗余度求解的任務增廣法202
10.6二階冗余度求解204
10.7可循環(huán)性204
10.8容錯性205
10.9結論與延展閱讀206
視頻文獻206
參考文獻207
第11章含有柔性單元的機器人210
11.1含有柔性關節(jié)的機器人211
11.2含有柔性連桿的機器人227
視頻文獻240
參考文獻241
第12章機器人體系架構與編程245
12.1概述245
12.2發(fā)展歷程247
12.3體系架構組件250
12.4案例研究——GRACE256
12.5機器人體系架構的設計藝術258
12.6機器人體系架構的實現259
12.7結論與延展閱讀261
視頻文獻261
參考文獻261
第13章基于行為的系統265
13.1機器人控制方法265
13.2基于行為系統的基本原理267
13.3基礎行為270
13.4基于行為系統的表示法270
13.5基于行為系統的學習271
13.6應用與后續(xù)工作275
13.7結論與延展閱讀278
視頻文獻278
參考文獻279
第14章機器人人工智能推理方法283
14.1為什么機器人要應用AI推理283
14.2知識表征與推理284
14.3推理與決策291
14.4基于規(guī)劃的機器人控制297
14.5結論與延展閱讀301
視頻文獻302
參考文獻302
第15章機器人學習307
15.1什么是機器人學習307
15.2模型學習309
15.3強化學習319
15.4結論330
視頻文獻331
參考文獻331
LⅩⅤⅠⅠLⅩⅤⅠⅠⅠ第2篇機器人設計
內容導讀340
第16章設計與性能評價342
16.1機器人設計過程342
16.2工作空間指標344
16.3靈巧性指標347
16.4其他性能指標349
16.5其他類型的機器人352
16.6本章小結356
參考文獻356
第17章肢系統359
17.1肢系統的設計360
17.2概念設計360
17.3設計過程示例363
17.4模型導引設計366
17.5各種肢系統373
17.6性能指標376
視頻文獻378
參考文獻379
第18章并聯機構382
18.1定義382
18.2并聯機構的構型綜合383
18.3運動學384
18.4速度與精度分析385
18.5奇異性分析386
18.6工作空間分析387
18.7靜力學分析388
18.8動力學分析389
18.9設計考慮390
18.10柔索驅動并聯機器人390
18.11應用示例392
18.12結論與延展閱讀392
視頻文獻393
參考文獻393
第19章機器人手
19.1基本概念
19.2機器人手的設計
19.3驅動與傳感技術
19.4機器人手的建模與控制
19.5應用和發(fā)展趨勢
19.6結論與延展閱讀
視頻文獻
參考文獻
第20章蛇形機器人與連續(xù)體機器人
20.1蛇形機器人研究簡史
20.2連續(xù)體機器人研究簡史
20.3蛇形機器人與連續(xù)體機器人的
建模
20.4蛇形機器人與連續(xù)體機器人的
運動規(guī)劃
20.5結論與相關領域的擴展
視頻文獻
參考文獻
第21章軟體機器人驅動器
21.1研究背景
21.2軟體機器人驅動器的設計
21.3軟體機器人驅動器的建模
21.4軟體機器人的建模
21.5剛度評估
21.6笛卡兒剛度控制
21.7周期性運動控制
21.8軟體機器人的優(yōu)控制
21.9結論與開放性問題
視頻文獻
參考文獻
第22章模塊化機器人
22.1概念與定義
22.2可重構模塊化操作臂
22.3自重構模塊化機器人
22.4結論與延展閱讀
視頻文獻
參考文獻
第23章仿生機器人
23.1概述
23.2仿生機器人設計組件
23.3機構
23.4材料與制造
23.5結論
視頻文獻
參考文獻
第24章輪式機器人
24.1概述
24.2輪式機器人的機動性
24.3輪式機器人的結構
24.4輪-地交互模型
24.5輪式機器人的懸架系統
24.6結論
視頻文獻
參考文獻
第25章水下機器人
25.1背景
25.2機械系統
25.3電力系統
25.4水下驅動器和傳感器
25.5計算機、通信和體系架構
25.6水下操作臂
25.7結論與延展閱讀
視頻文獻
參考文獻
第26章飛行機器人
26.1背景與研究歷史
26.2飛行機器人的特征
26.3空氣動力學與飛行力學基礎
26.4固定翼飛行器的設計與建模
26.5旋翼機的設計與建模
26.6撲翼機的設計與建模
26.7系統集成與實現
26.8飛行機器人的應用
26.9結論與延展閱讀
視頻文獻
參考文獻
第27章微納機器人
27.1概述
27.2尺度
27.3微納尺度的驅動技術
27.4微納尺度的成像技術
27.5制造
27.6微裝配
27.7微型機器人
27.8納米機器人
27.9結論
視頻文獻
參考文獻
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