本书共7章。第1章介绍了机器人和机构学的概念和研究范围、机器人的数学模型等。第2章介绍了工业机器人的分类及常见结构。第3章介绍了三维空间刚体运动、反对称矩阵、李群与李代数和旋量等与机器人机构学相关的数学概念。第4章讨论了工业机器人正、逆运动学分析的方法。第5章讨论了工业机器人的速度关系。第6章阐述了牛顿-欧拉迭代法和拉格朗日法建立机器人动力学方程的两种常见方法。第7章介绍了移动机器人常见的分类方法、运动学模型及约束建立的方法。
本书可作为普通高校机器人工程、自动化、智能制造等专业的教材，也可作为从事机器人机构学研究与设计的工程技术人员和科研人员的参考书。

前言
第1章 绪论
1.1 机器人概述
1.1.1 机器人定义及发展
1.1.2 机器人分类
1.2 机器人的数学模型
1.2.1 机器人的符号表示
1.2.2 位形空间
1.2.3 状态空间
1.2.4 工作空间
1.3 机器人机构学概述
1.4 机构学基本概念
1.5 机器人机构的研究内容与分类
习题1
第2章 机器人机构设计
2.1 机器人系统组成
2.2 机器人的总体机构设计
2.2.1 关节型工业机器人
2.2.2 球坐标型工业机器人
2.2.3 SCARA型工业机器人
2.2.4 圆柱型工业机器人
2.2.5 笛卡儿型工业机器人
2.2.6 并联工业机器人
2.3 工业机器人减速器
2.4 工业机器人机身机构设计
2.5 工业机器人臂部机构设计
2.6 工业机器人腕部机构设计
习题2
第3章 机器人机构学的数学基础
3.1 三维空间刚体运动
3.1.1 刚体的位姿描述
3.1.2 坐标变换
3.1.3 齐次坐标和齐次变换
3.1.4 旋转向量
3.1.5 欧拉角
3.1.6 四元数
3.2 反对称矩阵
3.2.1 反对称矩阵定义
3.2.2 反对称矩阵性质
3.2.3 旋转矩阵的导数
3.3 李群与李代数
3.3.1 李群的定义
3.3.2 李代数的定义
3.3.3 指数与对数映射
3.3.4 刚体运动的指数坐标
3.3.5 刚体速度的运动旋量表达
3.4 旋量
3.4.1 速度瞬心
3.4.2 旋量及其含义
3.4.3 力旋量
习题3
第4章 工业机器人运动学分析
4.1 工业机器人正运动学分析
4.1.1 连杆坐标系的建立
4.1.2 连杆D-H参数
4.1.3 变换方程
4.1.4 运动学方程
4.2 工业机器人逆运动学分析
4.2.1 逆运动学问题的一般表达
4.2.2 逆运动学解耦
4.2.3 逆向位置
4.2.4 逆向姿态
习题4
第5章 速度运动学
5.1 角速度
5.1.1 绕固定转轴的角速度
5.1.2 角速度的一般情况
5.1.3 角速度求和
5.2 移动坐标系上的线速度
5.3 速度雅可比矩阵（矢量积）
5.3.1 角速度
5.3.2 线速度
5.3.3 线速度和角速度雅可比矩阵叠加
5.3.4 分析雅可比矩阵
5.4 速度雅可比矩阵（位姿方程求导）
5.5 奇异性
5.5.1 奇点解耦
5.5.2 手腕奇点
5.5.3 手臂奇点
5.6 力雅可比矩阵
5.7 逆速度和加速度
5.8 可操作性
习题5
第6章 工业机器人动力学分析
6.1 刚体动力学基础
6.1.1 质量分布
6.1.2 刚体的动能和位能
6.2 牛顿欧拉迭代动力学方程
6.2.1 牛顿方程和欧拉方程
6.2.2 牛顿-欧拉方程建立动力学模型
6.3 拉格朗日方程
习题6
第7章 移动机器人机构学分析
7.1 移动机器人分类
7.1.1 运动
7.1.2 腿式移动机器人
7.1.3 轮式移动机器人
7.1.4 飞行移动机器人
7.2 移动机器人运动学模型及约束
7.2.1 移动机器人位置描述
7.2.2 前向运动学模型
7.2.3 轮子运动学约束
7.2.4 移动机器人运动学约束
7.3 移动机器人机动性
7.3.1 移动性
7.3.2 可操纵度
7.3.3 机动性
7.4 飞行机器人
习题7
参考文献