本书由4位中、青年学者合作撰写而成。书中汇集了他们多年来在该领域的部分研究成果和有关机器人机构学的最新研究进展，从理论的高度系统地介绍了机器人机构学的研究及应用。该书内容丰富、深入浅出、层次分明。同时该书应用对象涵盖面较广，涉及到并联机器人，柔性机构，变胞机构等现代机构研究领域。本书比较系统地介绍了旋量理论和李群李代数的基本知识，反映了李群李代数与机器人机构学相结合的最新理论研究成果，介绍了一些典型应用实例。该书将为机器人机构的创新设计提供较系统的基础理论和有效方法。

本书的编写和出版会对我国机构学领域的教学科研人员、研究生和本科生有重要的参考价值，可以作为相关专业的研究生教材或高年级的本科教材，也可作为相关科研人员的参考书。

本书以近年来的研究成果为主干，讲述李群李代数、旋量理论为代表的现代数学工具在机构学及机器人学中的应用。全书分为两个部分：第一部分为理论基础篇，第二部分为应用篇，其中多数有习题。

第1章为绪论。第2章回顾一些数学基础知识与概念，如线性变换、矩阵理论、射影几何、线几何以及微分流形等。从第3章到第8章是本书的基础理论部分，主要是李群、李代数及旋量、旋量系理论及其在机构学中的简单应用。从第9章到第14章是本书的应用部分，包括复杂机构及机器人的自由度分析、构型综合、运动学分析、运动性能分析、静力学与刚度问题、动力学问题等。

本书所选机构与机器人种类丰富，不仅涵盖了传统串联式机器人、并联式机器人，而且还包括了当前机构学领域一些较为热门的机构(如柔性机构、大摆角并联机构等)。作为本书的一项补充，在附录中主要向读者介绍一下有关几何代数及其在机器人中的应用方面的内容，这是一个全新的研究领域。

本书可作为研究生教材或高年级本科教材，也可作为相关科研人员与工程技术人员参考用书。

序

前言

符号表

第1章 绪论

第2章 预备知识

第3章 李群与李子群

第4章 李代数

第5章 李群与刚体运动

第6章 旋量与刚体运动

第7章 旋量系与反旋量系

第8章 运动旋量系与约束旋量系

第9章 复杂机构的自由度分析

第10章 并联机构的构型综合

第11章 串联机器人运动学

第12章 机器人机构的运动性能分析

第13章 机器人的静力学及静刚度分析

第14章 机器人动力学基础

附录：几何代数与刚体运动

名词索引

参考文献