本书系统讲述了有关机器人的基本组成、工作原理和相关案例的仿真。全书共分9章，内容包括机器人的基本相关知识，如机器人的基本概念、机器人发展历史及现状、机器人的伦理问题、机器人系统的组成及技术参数等；机器人控制的数学基础；机器人运动学；机器人静力学与动力学；机器人的PID控制；机器人工作区间和奇异性的分析；机器人的鲁棒自适应控制；轨迹规划；UR5机器人。对于第三~九章中的抽象理论知识，本书设计了实际应用案例，将理论与实际紧密结合，促进学生对理论知识的理解和应用。

本书适合作为机械类、自动化类、电子信息类以及计算机类等相关专业的教材，也可供机器人行业领域的工程技术人员和从事相关研究的教师或研究人员学习和参考。

前辅文
第一章 绪论
  1.1 机器人的基本概念
  1.2 机器人发展历史及现状
   1.2.1 机器人发展历史
   1.2.2 机器人发展现状
   1.2.3 空间机器人
   1.2.4 工业机器人
   1.2.5 医疗机器人
   1.2.6 教育机器人
   1.2.7 农业机器人
   1.2.8 社交机器人
  1.3 机器人的伦理问题
  1.4 机器人系统的组成及技术参数
   1.4.1 机器人系统的组成
   1.4.2 机器人系统的技术参数
第二章 机器人控制的数学基础
  2.1 刚体的空间描述
   2.1.1 点的位置描述
   2.1.2 点的齐次坐标
   2.1.3 向量的齐次坐标
   2.1.4 坐标系在参考坐标系中的表示
   2.1.5 刚体的位姿
  2.2 坐标变换
   2.2.1 平移的齐次坐标变换
   2.2.2 旋转的坐标变换
   2.2.3 平移旋转复合变换
   2.2.4 逆变换
第三章 机器人运动学
  3.1 机器人的参考坐标系
  3.2 机器人正向运动学D-H参数法
   3.2.1 确定坐标系的坐标轴
   3.2.2 机器人的连杆参数
   3.2.3 建立关节坐标系
   3.2.4 确定D-H参数表
   3.2.5 n自由度机器人正向运动学方程
   3.2.6 案例1 建立二自由度机器人正向运动学方程
   3.2.7 案例2 建立三自由度机器人正向运动学方程
   3.2.8 案例3 建立PUMA-560机器人正向运动学方程
   3.2.9 案例4 采用D-H参数法对DENSO机器人进行运动学建模分析
   3.2.10 案例5 采用D-H参数法对SCARA机器人进行运动学建模分析
  3.3 POE法运动学建模
   3.3.1 POE法运动学建模的步骤
   3.3.2 案例 采用POE法对Phantom Premium机器人进行运动学建模分析
  3.4 D-H参数法和POE法对机器人运动学建模的比较
  3.5 机器人逆向运动学
   3.5.1 机器人运动学方程的逆解
   3.5.2 案例1 PUMA-560机器人逆向运动学分析
   3.5.3 案例2 求二自由度机器人逆向运动学方程
   3.5.4 案例3 DENSO机器人逆向运动学分析
   3.5.5 案例4 SCARA机器人逆向运动学分析
  3.6 雅可比矩阵
   3.6.1 机器人的速度雅可比矩阵
   3.6.2 案例1 二自由度平面工业机器人雅可比矩阵
   3.6.3 雅可比矩阵的奇异性
   3.6.4 案例2 二自由度机器人雅可比矩阵的奇异性
第四章 机器人静力学与动力学
  4.1 机器人静力学
   4.1.1 机器人静力学基础
   4.1.2 机器人静力学能解决的问题
   4.1.3 案例1 利用雅可比矩阵计算关节力矩
   4.1.4 案例2 二自由度平面关节机器人的静力学分析
  4.2 坐标系间力和力矩的变换
   4.2.1 坐标系间力和力矩的变换方法
   4.2.2 案例 物体在不同坐标系中力与力矩的计算
  4.3 机器人力和力矩分析
  4.4 工业机器人动力学分析
   4.4.1 牛顿-欧拉方程动力学分析
   4.4.2 拉格朗日方程动力学分析
   4.4.3 案例1 二自由度机器人牛顿-欧拉方程动力学建模
   4.4.4 案例2 二自由度机器人拉格朗日方程动力学建模
   4.4.5 案例3 用拉格朗日方程建立二自由度质心非末端机器人动力学方程
第五章 机器人PID控制
  5.1 PID控制概述
  5.2 二自由度机器人PD控制案例
   5.2.1 算法原理
   5.2.2 控制器设计
   5.2.3 稳定性分析
   5.2.4 仿真实例
  5.3 三自由度机器人PID控制案例
   5.3.1 三自由度机器人简介
   5.3.2 运动学建模
   5.3.3 动力学建模
   5.3.4 仿真实例
第六章 机器人工作区间和奇异性的分析
  6.1 工作区间分析
   6.1.1 工作区间分析原理
   6.1.2 工作区间分析方法
   6.1.3 案例1 Premium 3.0 HF机器人工作区间分析
   6.1.4 案例2 DENSO机器人工作区间分析
  6.2 奇异性分析
   6.2.1 奇异性分析原理
   6.2.2 奇异性分析方法
   6.2.3 案例 DENSO机器人奇异性分析
   6.2.4 奇异点的规避方法
第七章 机器人的鲁棒自适应控制
  7.1 算法原理
   7.1.1 自适应控制
   7.1.2 滑模控制
  7.2 控制器设计
   7.2.1 控制律设计
   7.2.2 稳定性分析
  7.3 仿真实例
第八章 轨迹规划
  8.1 关节空间中轨迹规划的步骤
  8.2 采用三次多项式插值函数进行轨迹规划
   8.2.1 采用三次多项式插值函数进行无中间点的轨迹规划
   8.2.2 案例1 使用MATLAB实现采用三次多项式插值函数进行轨迹规划
   8.2.3 案例2 采用三次多项式插值函数进行轨迹规划计算示例
   8.2.4 采用三次多项式插值函数进行有中间点的轨迹规划
   8.2.5 案例3 在MATLAB中采用三次多项式插值函数进行含多个中间点的轨迹规划
  8.3 采用高阶多项式插值函数进行轨迹规划及其案例
   8.3.1 采用高阶多项式插值函数进行轨迹规划
   8.3.2 案例 在MATLAB中采用五次多项式插值函数进行轨迹规划
  8.4 采用带有抛物线过渡域的线性轨迹插值函数进行轨迹规划
   8.4.1 采用带有抛物线过渡域的线性轨迹插值函数进行无中间点的轨迹规划
   8.4.2 采用带有抛物线过渡域的线性轨迹插值函数进行有中间点的轨迹规划
   8.4.3 案例 在MATLAB中采用带有抛物线过渡域的线性轨迹插值函数进行轨迹规划
  8.5 笛卡儿空间中的轨迹规划步骤
  8.6 直线轨迹规划
   8.6.1 对位置p的三个分量直接进行插补
   8.6.2 利用驱动函数D(λ)进行插补
   8.6.3 案例 对位置直接进行插补
  8.7 笛卡儿空间中圆弧轨迹规划
   8.7.1 平面圆弧
   8.7.2 空间圆弧
   8.7.3 案例 使用MATLAB实现圆弧轨迹规划
  8.8 笛卡儿空间中样条轨迹规划
   8.8.1 三次样条插补步骤
   8.8.2 案例 使用MATLAB实现在笛卡儿空间中的三次样条轨迹规划
  8.9 笛卡儿路径规划的几何问题
   8.9.1 规划的轨迹无法到达中间点
   8.9.2 规划的轨迹在奇异点附近关节速度增大
   8.9.3 规划的轨迹起始点和终止点有不同的解
  9.1 UR5机器人简介
   9.1.1 概述
   9.1.2 硬件构成与基本参数
   9.1.3 使用中的一些注意事项
  9.2 UR5机器人图形用户界面
   9.2.1 UR5机器人图形用户界面简述
   9.2.2 初始化设置
   9.2.3 基本编程界面
  9.3 UR5机器人应用案例
   9.3.1 案例目标说明
   9.3.2 基本编程步骤
参考文献