本书介绍机器人学的基本原理、关键技术及其应用。全书共12章，涉及机器人学的起源、发展、定义、特点、结构与分类，机器人学的数理基础、运动学、动力学与控制（包括位置控制、力控制和高级智能控制），机器人传感器、高层规划、轨迹规划和程序设计，以及机器人的应用和机器人学的展望等内容。全书与时俱进，全面反映国内外机器人学的**进展，是一部高水平的机器人学教材与专著。本书学术水平高，为国家级“智能科学基础系列课程教学团队”的机器人学课程配套教材，其第一版曾获得教育部国家级优秀教材一等奖等重要奖励。本修订版在原有基础上力求提高学术水平，为培养高素质高水平人才服务。 本书内容系统全面，反映出国内外机器人学的**进展，特别是全面修订机器人的数理基础和运动学，调整机器人控制和规划内容，改进人才培养效果。本书密切理论联系实际，加强计算能力培养，使学生学以致用。

蔡自兴 国际IEEE院士和IEEE终身院士（Fellow）、国际导航与运动控制科学院院士、纽约科学院院士、联合国专家，中南大学信息科学与工程学院教授、博士生导师，湖南省自兴人工智能研究院首席科学家、自兴人工智能学院首席教授。首届全国高校国家级教学名师奖、吴文俊人工智能科技奖成就奖、徐特立教育奖、宝钢全国优秀教师奖特等奖获得者。历任第八届湖南省政协副主席和全国政协第九届和第十届委员会委员，兼任中国人工智能学会副理事长及智能机器人专业委员会创会主任、IEEE计算智能学会评奖委员会委员和IEEE CIS进化计算技术委员会委员等。是我国人工智能、智能控制、机器人学诸学科的学术带头人之一，被誉为“中国人工智能教育第一人”、“中国智能机器人学科创始人”和“中国智能控制奠基者”。

前言 作为一门高度交叉的前沿学科，机器人学激发了越来越多的具有不同背景的人们的广泛兴趣，已被深入研究，并获得快速发展，取得了令人瞩目的成就。进入21世纪以来，工业机器人产业发展速度加快，年增长率达到30%左右。其中，亚洲工业机器人的增长速度最为突出，工业机器人市场前景向好。其中，中国从2014年起成为世界最大的机器人市场。近年来，随着人工智能进入一个新的发展时期，促进国际机器人的研究与应用也进入一个新的时期，推动机器人技术达到更高的水平。 本书主要介绍机器人学的基本原理和应用，是一部系统和全面的机器人学著作。全书共10章，涉及机器人学的概况、数理基础、运动学、动力学、控制、规划、编程和展望等内容。第1章简述机器人学的起源与发展，讨论机器人学的定义，分析机器人的特点、结构与分类，探讨机器人学的研究和应用领域。第2章讨论机器人学的数理基础，包括空间质点的位置和姿态变换、坐标变换、齐次坐标变换、物体的变换和逆变换，以及通用旋转变换等。第3章阐述机器人运动方程的表示与求解，即机器人正向运动学和逆向运动学问题，包括机械手运动姿态、方向角、运动位置和坐标的运动方程以及连杆变换短阵的表示，解释解法、数值解法等求解方法和机器人微分运动及其雅可比矩阵等。第4章涉及机器人动力学方程、动态特性和静态特性；着重分析机械手动力学方程的两种求法，即拉格朗日功能平衡法和牛顿–欧拉动态平衡法，总结建立拉格朗日方程的步骤，并以二连杆和三连杆机械手为例推导机械手的动力学方程；探讨机器人的动态特性和静态特性。第5章研究机器人的位置和力控制，包括机器人的控制原则和控制方法、传动系统结构、位置伺服控制、位置和力...