本书主要内容分为两篇。第一篇为“机器人机构拓扑学”，可为机构的拓扑创新设计（发明新机构）提供系统的理论与方法。主要内容包括：3个基本概念（运动副轴线的几何约束类型、单开链单元和方位特征集）、3个基本原理（运动特征对应性原理、拓扑等效原理和基于SOC单元的机构组成原理）、4个基本公式（串联机构POC方程与并联机构POC方程及其线性符号运算方法、具有一般性的空间机构DOF公式和Assur运动链的耦合度公式）、机构拓扑设计的系统方法（简单支路拓扑综合的一般方法、基于拓扑等效原理的复杂支路拓扑综合的一般方法和并联机构拓扑设计的系统方法）以及拓扑设计方法的主要特点（包括拓扑结构类型综合与类型的性能分析及其优选，此方法既与运动位置无关，可得到非瞬时性机构，又与定坐标系无关，因而机构存在的几何条件具有一般性）。第二篇为“机构学新理论体系的创建与发展”。主要内容包括：学术研究之路——兴趣、探索与贡献，学术研究的纵向发展过程：学术研究之道——机构拓扑学基本公式的创建、质疑与回应，学术研究之路的横断面放大图；学术研究之美——“情”与“理”的融合，原始创新源于非逻辑思维的灵感。
本书可作为机构学、机器人学、制造系统与自动化等相关领域的研究生教材或高年级本科生教材，也可作为相关科研人员的参考用书。

杨廷力，1940年生于河南南阳。1957-1963年，就读于清华大学。1963-1975年，任北京化工学院（现北京化工大学）助教。1975-2000年，任职于中国石化金陵石油化工公司。1983年，由江苏省评定为机械工程高级工程师。1988年，东南大学与金陵石油化工公司联合申报的机械学博士点获批后，任机构学研究方向博士生导师。曾先后任西安理工大学、东南大学、天津大学、常州大学与南昌大学兼职教授。自1990年起，任常州大学现代机构学研究中心客座教授。长期从事以机器人机构发展为背景的现代机构学基本理论与方法的系统研究。先后承担国家自然科学基金项目7项。研究成果：创建了基于方位特征集的机器人机构拓扑学及其线性符号运算方法；创建了基于单开链单元统一建模的现代机构学（包括拓扑学、运动学与动力学）的新理论体系；提出了连杆机构动平衡的一套系统的新方法；提出了机构运动综合的3种效率较高的新方法——近似运动综合的优化-连续法、主项解耦消元法、实数连续法。发表论文150余篇；获国家发明专利授权30余项；出版原创性现代机构学系统理论与方法的中文学术专著5部、英文学术专著1部。

第1章 绪论
1.1 机器人机构拓扑学的发展概况
1.1.1 机构的拓扑设计
1.1.2 机构拓扑学的基本任务
1.1.3 机构拓扑设计的基本模式
1.1.4 拓扑设计的主要方法
1.1.5 机构学理论体系
1.2 本书的目标与原创性成果
1.2.1 主要目标
1.2.2 基本概念
1.2.3 基本原理
1.2.4 基本公式
1.2.5 并联机构的拓扑特征
1.2.6 并联机构拓扑设计方法
1.2.7 基于单开链单元的机构学理论体系
1.3 机构学新理论体系的创建历程
1.3.1 学术研究之路：兴趣、探索与贡献
1.3.2 学术研究之道：创建、质疑与回应
1.3.3 学术研究之美：理、情与景的融合
1.4 本章小结
参考文献
第一篇 机器人机构拓扑学
第2章 机构的拓扑结构及其符号表示
2.1 概述
2.1.1 机构拓扑结构的传统描述方法
2.1.2 机构拓扑结构描述方法的进展
2.1.3 机构的拓扑结构设计
2.2 机构拓扑结构的三要素
2.2.1 运动副类型
2.2.2 单开链单元及其连接关系
2.2.3 运动副轴线的几何约束类型
2.3 机构拓扑结构的符号表示
2.3.1 多自由度运动副的符号表示
2.3.2 机构拓扑结构的符号表示
2.3.3 单开链的拓扑结构组成
2.4 机构拓扑结构的运动过程不变性
2.5 机构拓扑结构的定义
2.6 基于拓扑结构的机构分类
2.7 本章小结
参考文献
第3章 方位特征集
3.1 概述
3.2 运动副的方位特征集
3.2.1 P副的方位特征集
3.2.2 R副的方位特征集
3.2.3 H副的方位特征集
3.3 机构的方位特征集
3.3.1 引例
3.3.2 方位特征集
3.3.3 确定机构方位特征集的方法
3.4 方位特征集的维数
3.5 方位特征集的基本类型
3.6 本章小结
参考文献
第4章 串联机构方位特征方程
4.1 概述
4.2 串联机构速度的单位矢量集方程
4.2.1 串联机构的速度分析
4.2.2 串联机构速度的单位矢量集方程
4.3 串联机构速度特征方程及其线性符号运算
4.3.1 串联机构速度特征方程
4.3.2 串联机构速度特征方程的线性符号运算
4.4 串联机构方位特征方程及其线性符号运算
4.4.1 串联机构方位特征方程
4.4.2 串联机构方位特征方程的线性符号运算
……
第二篇 机构学新理论体系的创建与发展
后记