本书遵循教育部教指委相关指导文件和高等院校学生学习规律编写而成。践行四新理念，融入思政元素，注重理论与实践相结合。

本书以机器人的发展和进化为线索，聚焦于传统和先进机器人的基础理论和研究方法。在阐述机器人相关理论的基础上，以实际机器人系统为案例进行分析，并配备了仿真或实验所需的源代码和教程，帮助读者深入了解先进机器人系统的建模与控制方法。本书重点介绍刚性全驱动机器人、欠驱动机器人、柔性机器人、气动软体机器人和智能材料软体机器人五类机器人系统，主要内容包括：机器人的定义和发展、自由度和刚性的概念、机器人的基本运动学和动力学建模、柔性梁理论、迟滞非线性、机器人的基本控制思路、全驱动机器人的位置控制及阻抗控制、垂直欠驱动机器人的摇起控制、平面欠驱动机器人的平衡控制、柔性关节机器人和柔性连杆机器人的建模与控制、气动软体机器人的建模和末端位置控制以及轨迹跟踪控制、基于介电弹性体和液晶弹性体的软体机器人驱动器的建模与控制。
    本书可作为普通高校机器人、自动化、智能制造等专业高年级本科生和研究生的教材，也可供相关行业的研究人员参考学习。

目录
前言
第1章绪论1
1.1引言1
1.2机器人的结构与特征2
1.2.1机器人的基本结构2
1.2.2机器人的自由度3
1.2.3机器人材料的刚度4
1.3从刚性机器人到软体机器人5
1.3.1基于刚度的机器人分类5
1.3.2刚性机器人5
1.3.3柔性机器人6
1.3.4软体机器人6
1.4机器人的典型应用7
本章小结8
习题8
参考文献8
第2章机器人基础10
2.1引言10
2.2机器人的建模基础11
2.2.1机器人运动学模型11
2.2.2机器人动力学模型14
2.3柔性机器人的振动及其建模16
2.3.1柔性机器人的弯曲形变16
2.3.2柔性梁理论基础19
2.4软材料的迟滞及其建模23
2.4.1软材料的迟滞非线性23
2.4.2迟滞的机理建模法24
2.4.3迟滞的唯象建模法25
2.5机器人的基本控制方法29
2.5.1前馈控制29
2.5.2PID控制31
2.5.3智能控制32
本章小结37
习题37
参考文献38
第3章全驱动机器人39
3.1引言39
3.2全驱动机器人末端的位置控制40
3.2.1关节空间下的末端位置控制40
3.2.2任务空间下的末端位置控制46
3.2.3机器人末端的位置控制案例48
3.3全驱动机器人末端的阻抗控制55
3.3.1阻抗模型56
3.3.2阻抗控制器设计57
3.3.3机器人末端的阻抗控制案例57
本章小结62
习题62
参考文献63
第4章欠驱动机器人65
4.1引言65
4.2垂直欠驱动机器人控制67
4.2.1运动空间划分70
4.2.2近似线性化与平衡控制器设计70
4.2.3摇起控制器设计72
4.2.4垂直两连杆欠驱动机器人控制案例75
4.3平面欠驱动机器人控制78
4.3.1运动状态约束79
4.3.2目标角度计算82
4.3.3驱动关节控制器设计85
4.3.4平面两连杆欠驱动机器人控制案例86
本章小结89
习题89
参考文献89
第5章柔性机器人91
5.1引言91
5.2柔性机器人建模93
5.2.1柔性关节机器人建模93
5.2.2柔性连杆机器人建模94
5.3柔性机器人控制99
5.3.1柔性关节机器人控制99
5.3.2柔性关节机器人控制案例101
5.3.3柔性连杆机器人控制104
5.3.4柔性连杆机器人控制案例106
本章小结120
习题120
参考文献121
第6章气动软体机器人122
6.1引言122
6.2气动软体机器人基础126
6.2.1气动软体机器人的设计126
6.2.2气动软体机器人的制作130
6.2.3气动软体机器人的控制平台组成132
6.2.4气动软体机器人的动态特性133
6.3气动软体驱动器建模135
6.3.1半物理半唯象建模135
6.3.2改进三元模型及参数辨识137
6.4气动软体驱动器控制141
6.4.1波纹管型气动软体驱动器末端位置控制案例141
6.4.2驱动器末端轨迹跟踪控制案例144
本章小结148
习题149
参考文献149
第7章智能材料软体机器人151
7.1引言151
7.2智能材料软体机器人基础153
7.2.1介电弹性体驱动器153
7.2.2液晶弹性体驱动器156
7.3介电弹性体驱动器建模与控制160
7.3.1介电弹性体驱动器唯象建模160
7.3.2介电弹性体驱动器前馈-反馈复合控制165
7.3.3介电弹性体驱动器控制案例166
7.4液晶弹性体驱动器建模与控制169
7.4.1光驱动液晶弹性体驱动器多步形变过程建模169
7.4.2光驱动液晶弹性体驱动器双闭环控制173
7.4.3光驱动液晶弹性体驱动器控制案例176
本章小结178
习题178
参考文献179
第8章总结与展望180
8.1总结180
8.2展望182
习题183
参考文献184