本书系统地介绍了机器人的基本组成和工作原理。全书共分10章。其中第1章介绍必要的基础知识，如机器人的发展历史、机器人的组成与特点、机器人语言及机器人应用等。第2章和第3章分析机器人的运动学。第4章分析机器人的动力学。第5章讨论机器人在关节空间和直角坐标空间的路径和轨迹规划。第6章介绍机器人的运动控制。第7章介绍机器人的各种驱动装置，如液压和气动装置、直流伺服电机及步进电机等。第8章讨论用于机器人的各种传感器。第9章介绍机器人视觉系统。第10章介绍用于机器人的模糊控制方法。该书每章后面均给出了设计项目，将理论与实际相结合，用以综合运用本章的内容，同时每章后面还附有参考文献和习题。
该书反映了机器人学的基础知识及先进的理论与技术，适合作为机械、自动化及计算机等专业本科高年级学生或研究生的教材，也可供从事机器人领域研究的教师或研究人员学习和参考。

第1章 基础知识
1.1 引言
1.2 什么是机器人
1.3 机器人的分类
1.4 什么是机器人学
1.5 机器人的发展历史
1.6 机器人的优缺点
1.7 机器人的组成部件
1.8 机器人的自由度
1.9 机器人关节
1.10 机器人的坐标
1.11 机器人的参考坐标系
1.12 机器人的编程模式
1.13 机器人的性能指标
1.14 机器人的工作空间
1.15 机器人语言
1.16 机器人的应用
1.17 其他机器人及其应用
1.18 机器人的社会问题
小结
参考文献
习题
第2章 机器人位置运动学
2.1 引言
2.2 机器人机构
2.3 符号规范
2.4 机器人运动学的矩阵表示
2.4.1 空间点的表示
2.4.2 空间向量的表示
2.4.3 坐标系在固定参考坐标系原点的表示
2.4.4 坐标系在固定参考坐标系中的表示
2.4.5 刚体的表示
2.5 齐次变换矩阵
2.6 变换的表示
2.6.1 纯平移变换的表示
2.6.2 绕轴纯旋转变换的表示
2.6.3 复合变换的表示
2.6.4 相对于旋转坐标系的变换
2.7 变换矩阵的逆
2.8 机器人的正逆运动学
2.9 位置的正逆运动学方程
2.9.1 直角（台架）坐标
2.9.2 圆柱坐标
2.9.3 球坐标
2.9.4 链式坐标
2.10 姿态的正逆运动学方程
2.10.1 滚动角、俯仰角和偏航角
2.10.2 欧拉角
2.10.3 链式关节
2.11 位姿的正逆运动学方程
2.12 机器人正运动学方程的D-H表示
2.13 机器人的逆运动学解
2.13.1 链式机器人臂的一般解
2.14 机器人的逆运动学编程
2.15 机器人的退化和灵巧特性
2.15.1 退化
2.15.2 灵巧
2.16 D-H表示法的基本问题
2.17 设计项目
2.17.1 3自由度机器人
2.17.2 3自由度移动机器人
小结
参考文献
习题
第3章 微分运动和速度
3.1 引言
3.2 微分关系
3.3 雅可比矩阵
3.4 微分运动与大范围运动
3.5 坐标系的微分运动与机器人的微分运动
3.6 坐标系微分运动
3.6.1 微分平移
3.6.2 绕参考轴的微分旋转
3.6.3 绕一般轴q的微分旋转
3.6.4 坐标系的微分变换
3.7 微分变化的解释
3.8 坐标系之间的微分变化
3.9 机器人及机器人手坐标系的微分运动
3.10 雅可比矩阵的计算
3.11 如何建立雅可比矩阵和微分算子之间的关联
3.12 雅可比矩阵求逆
3.13 设计项目
3.13.1 3自由度机器人
3.13.2 3自由度移动机器人
小结
参考文献
习题
第4章 动力学分析和力
4.1 引言
4.2 拉格朗日力学的简短回顾
4.3 有效转动惯量
4.4 多自由度机器人的动力学方程
4.4.1 动能
4.4.2 势能
4.4.3 拉格朗日函数
4.4.4 机器人运动方程
4.5 机器人的静力分析
4.6 坐标系间力和力矩的变换
4.7 设计项目
小结
参考文献
习题
第5章 轨迹规划
5.1 引言
5.2 路径与轨迹
5.3 关节空间描述与直角坐标空间描述
5.4 轨迹规划的基本原理
5.5 关节空间的轨迹规划
5.5.1 三次多项式轨迹规划
5.5.2 五次多项式轨迹规划
5.5.3 抛物线过渡的线性段
5.5.4 具有中间点及用抛物线过渡的线性段
5.5.5 高次多项式运动轨迹
5.5.6 其他轨迹
5.6 直角坐标空间的轨迹规划
5.7 连续轨迹记录
5.8 设计项目
小结
参考文献
习题
第6章 运动控制系统
6.1 引言
6.2 基本组成和术语
6.3 结构图
6.4 系统动力学
6.5 拉普拉斯变换
6.6 拉普拉斯反变换
6.6.1 F（s）的极点无重根时的部分分式展开
6.6.2 F（s）的极点含重根时的部分分式展开
6.6.3 F（s）的极点含共轭复根时的部分分式展开
6.7 传递函数
6.8 结构图代数
6.9 一阶传递函数的特性
6.10 二阶传递函数的特性
6.11 特征方程：零极点分布
6.12 稳态误差
6.13 根轨迹法
6.14 比例控制器
6.15 比例积分控制器
6.16 比例加微分控制器
6.17 比例积分微分（PID）控制器
6.18 超前和滞后补偿器
6.19 伯德图和频域分析
6.20 开环和闭环表示的应用对比
6.21 多输入多输出系统
6.22 状态空间控制方法
6.23 数字控制
6.24 非线性控制系统
6.25 机电系统动力学：机器人驱动和控制
6.26 设计项目
小结
参考文献
习题
第7章 驱动器和驱动系统
7.1 引言
7.2 驱动系统的特性
7.2.1 标称特性
7.2.2 刚度和柔性
7.2.3 使用减速齿轮
7.3 驱动系统的比较
7.4 液压驱动器
7.5 气动装置
7.6 电机
7.6.1 交流型和直流型电机的基本区别
7.6.2 直流电机
7.6.3 交流电机
7.6.4 无刷直流电机
7.6.5 直接驱动电机
7.6.6