本書是機器人領域的經典書籍，被卡內基·梅隆大學、伊利諾伊大學、約翰斯·霍普金斯大學等眾多名校選作教材。第2版反映了過去十年間機器人領域的一繫列變化，通過案例研究和例題來講解機器人運動學、動力學和控制。

●譯者序
前言
第1章導論1
1.1機器人的數學模型3
1.1.1機器人的符號表示3
1.1.2位形空間4
1.1.3狀態空間4
1.1.4工作空間4
1.2作為機械裝置的機器人4
1.2.1機器人機械臂的分類5
1.2.2機器人繫統6
1.2.3精度和重復精度6
1.2.4手腕和末端執行器7
1.3常見的運動學配置8
1.3.1關節型機械臂8
1.3.2球坐標型機械臂9
1.3.3SCARA型機械臂9
1.3.4圓柱型機械臂10
1.3.5笛卡兒型機械臂10
1.3.6並聯機械臂11
1.4本書概要11
1.4.1機械臂11
1.4.2欠驅動和移動機器人16
習題16
附注與參考17
第一部分機器人的幾何基礎
第2章剛體運動20
2.1位置的表示20
2.2旋轉的表示21
2.2.1平面內的旋轉21
2.2.2三維空間內的旋轉23
2.3旋轉變換24
2.4旋轉的疊加27
2.4.1相對於當前坐標繫的旋轉27
2.4.2相對於固定坐標繫的旋轉28
2.4.3旋轉變換的疊加規則29
2.5旋轉的參數化30
2.5.1歐拉角30
2.5.2滾動角、俯仰角和偏航角32
2.5.3轉軸/角度表示32
2.5.4指數坐標34
2.6剛體運動的概念35
2.6.1齊次變換36
2.6.2一般剛體運動的指數坐標37
2.7本章總結38
習題39
附注與參考42
第3章正運動學43
3.1運動鏈43
3.2Denavit-Hartenberg約定45
3.2.1存在及專享性問題46
3.2.2坐標繫的配置47
3.3正運動學實例50
3.3.1平面肘型機械臂50
3.3.2三連杆圓柱型機器人51
3.3.3球型手腕51
3.3.4帶有球型手腕的圓柱型機械臂52
3.3.5斯坦福機械臂53
3.3.6SCARA型機械臂54
3.4本章總結56
習題56
附注與參考57
第4章速度運動學58
4.1角速度：固定轉軸情況58
4.2反對稱矩陣59
4.2.1反對稱矩陣的性質60
4.2.2旋轉矩陣的導數60
4.3角速度：一般情況61
4.4角速度的疊加62
4.5移動坐標繫中某點的線速度63
4.6雅可比矩陣的推導64
4.6.1角速度64
4.6.2線速度65
4.6.3線速度和角速度雅可比矩陣的疊加66
4.7工具速度69
4.8分析雅可比70
4.9奇點71
4.9.1奇點的解耦72
4.9.2手腕奇點73
4.9.3手臂奇點73
4.10靜態力/力矩的關繫75
4.11逆向速度和加速度76
4.12可操作性77
4.13本章總結79
習題80
附注與參考81
第5章逆運動學82
5.1一般的逆運動學問題82
5.2運動解耦83
5.3逆位置求解：一種幾何方法84
5.3.1球坐標型位形85
5.3.2關節型位形86
5.4逆姿態88
5.5逆運動學的數值方法91
5.5.1逆雅可比法91
5.5.2雅可比轉置法92
5.6本章總結93
習題93
附注與參考94
第二部分運動學和運動規劃
第6章動力學96
6.1歐拉拉格朗日方程96
6.1.1動機96
6.1.2完整約束和虛功98
6.1.3達朗貝爾原理101
6.2動能和勢能102
6.2.1慣性張量103
6.2.2n連杆機器人的動能104
6.2.3n連杆機器人的勢能104
6.3運動方程105
6.4一些常見位形106
6.4.1雙連杆直角坐標機械臂106
6.4.2平面肘型機械臂107
6.4.3帶有遠程驅動連杆的平面肘型機械臂109
6.4.4五杆機構110
6.5機器人動力學方程的性質112
6.5.1反對稱性和無源性112
6.5.2慣性矩陣的有界性113
6.5.3參數的線性化114
6.6牛頓-歐拉公式115
6.7本章總結121
習題123
附注與參考124
第7章路徑和軌跡規劃125
7.1位形空間125
7.1.1位形空間的表示126
7.1.2位形空間障礙物126
7.1.3位形空間中的路徑128
……

本書反映了過去十年間機器人領域的一繫列變化，通過案例研究和例題來講解機器人運動學、動力學和控制。本書對機器人控制和數學基礎的講解尤為深入且繫統，首先介紹機器人學和運動控制的基礎，之後深入研究控制理論和非線性繫統分析，並以雙連杆機器人為例將本書所涵蓋的內容融為一體。第2版新增了關於移動機器人和欠驅動機器人的兩章，修訂了關於視覺、控制和運動規劃的部分，涵蓋踫撞躲避和軌跡優化等內容。此外，本書還擴展了大量例題、仿真、習題和案例研究，廣泛適用於本科生和研究生的教學。