《機器人手冊》（原書第2版）第1卷機器人基礎共分兩篇：機器人學基礎和機器人設計。第1篇機器人學基礎主要介紹了用于機器人系統(tǒng)建模、設計和控制的基本原理和方法，包括運動學、動力學、機構(gòu)與驅(qū)動、傳感與估計、模型辨識、運動規(guī)劃、運動控制、力控制、冗余度機器人、含有柔性單元的機器人、機器人體系架構(gòu)與編程、基于行為的系統(tǒng)、機器人人工智能推理方法和機器人學習等主題，這些主題是后續(xù)章節(jié)內(nèi)容的基礎，并被拓展和應用于特定的機器人系統(tǒng)中。第2篇機器人設計主要介紹了與機器人實際物理模型的設計和建模相關(guān)的主題，既闡述了機器人設計與性能評價，又介紹了包括肢系統(tǒng)、并聯(lián)機構(gòu)、機器人手、蛇形機器人與連續(xù)體機器人、軟體機器人的驅(qū)動器、模塊化機器人、仿生機器人、輪式機器人、水下機器人、飛行機器人和微納機器人等在實際物理實現(xiàn)過程中的設計、建模、運動計劃和控制等問題。本篇各章所涉及的主題不僅對構(gòu)建機器人實際物理模型不可或缺，而且對機器人動作的生成與控制，以及按預期的方式進行操作也很重要。本手冊可供機器人、人工智能、機械工程、自動化、計算機等領(lǐng)域的科研技術(shù)人員使用，也可供高等院校相關(guān)專業(yè)師生參考，還可供機器人業(yè)余愛好者閱讀。

目錄
譯者序
作者序一(第1版)
作者序二(第1版)
作者序三(第1版)
作者序四(第1版)
第2版前言
多媒體擴展序
如何訪問多媒體內(nèi)容
主編簡介
篇主編簡介
多媒體團隊簡介
作者列表
縮略詞列表
第1章緒論——如何使用《機器人手冊》1
1.1機器人學發(fā)展簡史1
1.2機器人學的研究群體2
1.3如何使用本手冊3
視頻文獻5
第1篇機器人學基礎
內(nèi)容導讀8
第2章運動學11
2.1概述11
2.2位置與姿態(tài)表示12
2.3關(guān)節(jié)運動學20
2.4幾何表示24
2.5工作空間26
2.6正運動學26
2.7逆運動學27
2.8正微分運動學29
2.9逆微分運動學30
2.10靜力學變換30
2.11結(jié)論與延展閱讀30
參考文獻31
第3章動力學33
3.1概述34
3.2空間向量表示法35
3.3正則方程40
3.4剛體系統(tǒng)動力學模型42
3.5運動樹46
3.6運動環(huán)51
3.7結(jié)論與延展閱讀54
參考文獻56
第4章機構(gòu)與驅(qū)動59
4.1概述60
4.2系統(tǒng)特征60
4.3運動學與動力學61
4.4串聯(lián)機器人64
4.5并聯(lián)機器人65
4.6機械結(jié)構(gòu)66
4.7關(guān)節(jié)機構(gòu)67
4.8驅(qū)動器69
4.9機器人的性能指標75
4.10結(jié)論與延展閱讀77
視頻文獻77
參考文獻78
第5章傳感與估計80
5.1概述80
5.2感知過程81
5.3傳感器82
5.4估計過程87
5.5表征96
5.6結(jié)論與延展閱讀97
參考文獻98
第6章模型辨識100
6.1概述100
6.2運動學標定102
6.3慣性參數(shù)估計107
6.4可辨識性與條件數(shù)分析112
6.5結(jié)論與延展閱讀118
視頻文獻119
參考文獻120
第7章運動規(guī)劃122
7.1機器人運動規(guī)劃122
7.2運動規(guī)劃的概念123
7.3基于抽樣的規(guī)劃124
7.4替代算法127
7.5微分約束130
7.6擴展與演變133
7.7高級議題136
7.8結(jié)論與延展閱讀139
視頻文獻139
參考文獻140
第8章運動控制144
8.1運動控制簡介145
8.2關(guān)節(jié)空間與操作空間控制146
8.3獨立關(guān)節(jié)控制147
8.4PID控制149
8.5跟蹤控制151
8.6計算轉(zhuǎn)矩與計算轉(zhuǎn)矩類控制153
8.7自適應控制156
8.8優(yōu)與魯棒控制159
8.9軌跡生成與規(guī)劃161
8.10數(shù)字化實現(xiàn)164
8.11學習控制166
視頻文獻167
參考文獻168
第9章力控制171
9.1背景171
9.2間接力控制173
9.3交互作業(yè)179
9.4力/運動混合控制184
9.5結(jié)論與延展閱讀188
視頻文獻189
參考文獻190
第10章冗余度機器人192
10.1概述192
10.2面向任務的運動學194
10.3微分逆運動學196
10.4冗余度求解優(yōu)化方法200
10.5冗余度求解的任務增廣法202
10.6二階冗余度求解204
10.7可循環(huán)性204
10.8容錯性205
10.9結(jié)論與延展閱讀206
視頻文獻206
參考文獻207
第11章含有柔性單元的機器人210
11.1含有柔性關(guān)節(jié)的機器人211
11.2含有柔性連桿的機器人227
視頻文獻240
參考文獻241
第12章機器人體系架構(gòu)與編程245
12.1概述245
12.2發(fā)展歷程247
12.3體系架構(gòu)組件250
12.4案例研究——GRACE256
12.5機器人體系架構(gòu)的設計藝術(shù)258
12.6機器人體系架構(gòu)的實現(xiàn)259
12.7結(jié)論與延展閱讀261
視頻文獻261
參考文獻261
第13章基于行為的系統(tǒng)265
13.1機器人控制方法265
13.2基于行為系統(tǒng)的基本原理267
13.3基礎行為270
13.4基于行為系統(tǒng)的表示法270
13.5基于行為系統(tǒng)的學習271
13.6應用與后續(xù)工作275
13.7結(jié)論與延展閱讀278
視頻文獻278
參考文獻279
第14章機器人人工智能推理方法283
14.1為什么機器人要應用AI推理283
14.2知識表征與推理284
14.3推理與決策291
14.4基于規(guī)劃的機器人控制297
14.5結(jié)論與延展閱讀301
視頻文獻302
參考文獻302
第15章機器人學習307
15.1什么是機器人學習307
15.2模型學習309
15.3強化學習319
15.4結(jié)論330
視頻文獻331
參考文獻331
LⅩⅤⅠⅠLⅩⅤⅠⅠⅠ第2篇機器人設計
內(nèi)容導讀340
第16章設計與性能評價342
16.1機器人設計過程342
16.2工作空間指標344
16.3靈巧性指標347
16.4其他性能指標349
16.5其他類型的機器人352
16.6本章小結(jié)356
參考文獻356
第17章肢系統(tǒng)359
17.1肢系統(tǒng)的設計360
17.2概念設計360
17.3設計過程示例363
17.4模型導引設計366
17.5各種肢系統(tǒng)373
17.6性能指標376
視頻文獻378
參考文獻379
第18章并聯(lián)機構(gòu)382
18.1定義382
18.2并聯(lián)機構(gòu)的構(gòu)型綜合383
18.3運動學384
18.4速度與精度分析385
18.5奇異性分析386
18.6工作空間分析387
18.7靜力學分析388
18.8動力學分析389
18.9設計考慮390
18.10柔索驅(qū)動并聯(lián)機器人390
18.11應用示例392
18.12結(jié)論與延展閱讀392
視頻文獻393
參考文獻393
第19章機器人手
19.1基本概念
19.2機器人手的設計
19.3驅(qū)動與傳感技術(shù)
19.4機器人手的建模與控制
19.5應用和發(fā)展趨勢
19.6結(jié)論與延展閱讀
視頻文獻
參考文獻
第20章蛇形機器人與連續(xù)體機器人
20.1蛇形機器人研究簡史
20.2連續(xù)體機器人研究簡史
20.3蛇形機器人與連續(xù)體機器人的
建模
20.4蛇形機器人與連續(xù)體機器人的
運動規(guī)劃
20.5結(jié)論與相關(guān)領(lǐng)域的擴展
視頻文獻
參考文獻
第21章軟體機器人驅(qū)動器
21.1研究背景
21.2軟體機器人驅(qū)動器的設計
21.3軟體機器人驅(qū)動器的建模
21.4軟體機器人的建模
21.5剛度評估
21.6笛卡兒剛度控制
21.7周期性運動控制
21.8軟體機器人的優(yōu)控制
21.9結(jié)論與開放性問題
視頻文獻
參考文獻
第22章模塊化機器人
22.1概念與定義
22.2可重構(gòu)模塊化操作臂
22.3自重構(gòu)模塊化機器人
22.4結(jié)論與延展閱讀
視頻文獻
參考文獻
第23章仿生機器人
23.1概述
23.2仿生機器人設計組件
23.3機構(gòu)
23.4材料與制造
23.5結(jié)論
視頻文獻
參考文獻
第24章輪式機器人
24.1概述
24.2輪式機器人的機動性
24.3輪式機器人的結(jié)構(gòu)
24.4輪-地交互模型
24.5輪式機器人的懸架系統(tǒng)
24.6結(jié)論
視頻文獻
參考文獻
第25章水下機器人
25.1背景
25.2機械系統(tǒng)
25.3電力系統(tǒng)
25.4水下驅(qū)動器和傳感器
25.5計算機、通信和體系架構(gòu)
25.6水下操作臂
25.7結(jié)論與延展閱讀
視頻文獻
參考文獻
第26章飛行機器人
26.1背景與研究歷史
26.2飛行機器人的特征
26.3空氣動力學與飛行力學基礎
26.4固定翼飛行器的設計與建模
26.5旋翼機的設計與建模
26.6撲翼機的設計與建模
26.7系統(tǒng)集成與實現(xiàn)
26.8飛行機器人的應用
26.9結(jié)論與延展閱讀
視頻文獻
參考文獻
第27章微納機器人
27.1概述
27.2尺度
27.3微納尺度的驅(qū)動技術(shù)
27.4微納尺度的成像技術(shù)
27.5制造
27.6微裝配
27.7微型機器人
27.8納米機器人
27.9結(jié)論
視頻文獻
參考文獻