目前機器人相關課程的開設在應用型本科層次還不成熟。究其根源，現用教材大多為高職高專教材，沒有一套完備的適用於應用型本科教育的機器人教材。當前工業背景要求應用型人纔應該具備基本的機器人基礎理論、應用技術以及較強的創新能力。因此，編寫一本完善的適用於應用型本科院校的《機器人基礎》教材，以實現應用型人纔的創新培養是非常必要的。

目前機器人相關課程的開設在應用型本科層次還不成熟。究其根源，現用教材大多為高職高專教材，沒有一套完備的適用於應用型本科教育的機器人教材。當前工業背景要求應用型人纔應該具備基本的機器人基礎理論、應用技術以及較強的創新能力。因此，編寫一本完善的適用於應用型本科院校的《機器人基礎》教材，以實現應用型人纔的創新培養是非常必要的。本書繫統地論述了機器人繫統的基礎及其應用案例。主要內容包括：機器人基礎簡介，機器人機構與驅動，機器人的傳感與通訊，機器人運動控制，串/並聯機器人，仿生機器人和微納操作機器人等。本書適用於高等院校機械工程和其他工程類專業師生和從事機器人科學與繫統研究、設計、制造和應用的工程技術人員學習和參考。

楊勇,教授，博士，廣東技術師範大學機電學院院長，碩士生導師，廣東省“千百十工程”省級培養對像，廣東省本科高校機械類教學指導委員會副主任委員，廣東省高校 “新工科”教學指導委員會委員，廣東省機械行業協會副會長，中國機械工程學會高級會員，中國機械工程學會水液壓專業委員會委員，廣東省機械工程重點培育學科負責人，廣東省機械工程實驗教學示範中心主任,主要從事機器人、光機電一體化繫統及智能控制等的研究（第一主編）

“機器人”這個詞出現至今已一百餘年，隨著全球人工智能和智能裝備產業的迅速發展，機器人被廣泛應用於工業生產、日常生活、教育娛樂、海洋探測、航空航天、醫療衛生等眾多領域。

機器人技術是機械、電子、控制及計算機等多個學科交叉的綜合技術。機器人作為“制造業皇冠頂端的明珠”，是一個國家高端制造業水平的重要標志。《“十四五”機器人產業發展規劃》提到，到2025年我國成為全球機器人技術創新策源地、高端制造集聚地和集成應用新高地。在高端智能制造大背景下，我國機器人產業正迎來高質量發展新機遇。

近年來，機器人技術快速發展，機器人機構的復雜程度也不斷提升，隨之也出現了很多新型的驅動方式(如智能驅動)以及不同形式的控制算法(如機器人智能控制)。在類人機器人出現之前，仿生機器人也一度成為研究熱點。本書重點結合機器人產業新需求和新進展，通過理論講解與實例解析相結合的方式，從機器人運動學基礎到關節與驅動、傳感與通信、運動控制與算法、串並聯機器人以及仿生機器人，層層遞進的順序進行展開。好比一臺正在運轉的機器人擺在大家面前，讓讀者帶著好奇心去了解掌握機器人的基本原理、基本技術和典型應用，使讀者經歷不斷剖析、不斷提問和不斷探索機器人的知識循環學習提升過程。

第1章機器人基礎簡介，主要從機器人的正向/逆向運動學、動力學的相關概念和建模方法等進行了具體闡述，對機器人學的發展趨勢進行了概要介紹。

第2章機器人機構與驅動，主要從機器人的串/並聯機構、關節機構、機器人驅動以及機構與驅動的輕量化發展需求等方面進行闡述與分析。

第3章機器人的傳感與通信，主要介紹了機器人位置傳感、力傳感、視覺傳感、觸覺傳感以及機器人之間如何通信等，並精選了機器人視覺傳感器的應用作為典型案例進行分析。

第4章機器人運動控制，主要介紹了機器人關節控制、力控制和力/運動混合控制，具體闡述了機器人的經典PID控制、變結構控制、最優控制以及智能控制等運動控制算法，並對機器人智能控制應用進行了典型案例解析。

第5章串/並聯機器人，從串/並聯機器人的結構組成和運動控制兩方面進行了具體闡述和對比分析，並通過實例對常見串聯機器人的應用進行了解析。

第6章仿生機器人，從仿生機器人的結構組成與分類、驅動與控制、材料與成型以及仿生機器人的運動、仿生機器人的傳感等關鍵方面進行了闡述，並通過精選3個典型實例，從水下到陸地再到空中分別對仿生機器人的應用做了綜合解析。

本書內容緊貼時代，知識面廣，由淺入深，結構清晰，繫統性強，突出應用特色，可作為高校機器人相關專業的師生的教材和學習參考書，也可以為從事機器人研發設計與創新應用的科研人員、工程技術人員提供幫助。

本書由廣東技術師範大學楊勇、北京大學謝廣明任主編，廣東技術師範大學張國英、黃福和簡月任副主編。特別感謝謝玲、曾夢圓、陳文俊、徐翔翀、李秋晨、鄧春婷、羅梓泓、張國泉、梁小鳳、葉雅怡等參與本書的文稿收集、整理編輯和加工完善等工作，在此表示衷心的感謝!

受經驗和水平所限，書中難免存在不足之處，懇請讀者批評指正!

作者
2023年8月