Craig教授根据机器人学的特点，将理论和实际应用密切结合，按照刚体力学、分析力学、机构学和控制理论中的原理和定义对机器人运动学、动力学和控制中的原理进行了严谨的阐述，语言精练，内容深入浅出，例题简单易懂，体现出Craig教授在机器人学方面高深的造诣。本书是当今机器人学研究领域的经典之作。

本书系统讲解机器人学的理论知识，主要内容包括：机器人操作臂的几何性质，引起操作臂运动的力和力矩，与操作臂机械设计有关的问题和控制方法，机器人编程方法等。本书曾作为美国斯坦福大学机器人学导论的教材，经过两次修订。书中还包括大量分级的习题和编程作业，适合教学参考。

本书可作为高等院校相关专业的教材或参考书，也可供相关技术人员参考。

译者序

前言

第1章 绪论

 1.1 背景

 1.2 操作臂的机构与控制

 1.3 符号

 参考文献

 习题

 编程习题

 MATLAB习题

第2章 空间描述和变换

 2.1 概述

 2.2 描述：位置、姿态与坐标系

 2.3 映射：从坐标系到坐标系的变换

 2.4 算子：平移、旋转和变换

 2.5 总结和说明

 2.6 变换算法

 2.7 变换方程

 2.8 姿态的其他描述方法

 2.9 自由矢量的变换

 2.10 计算分析

 参考文献

 习题

 编程习题

 MATLAB习题1

 MATLAB习题2

第3章 操作臂运动学

 3.1 概述

 3.2 连杆描述

 3.3 关于连杆连接的描述

 3.4 对连杆附加坐标系的规定

 3.5 操作臂运动学

 3.6 驱动器空间、关节空间和笛卡儿空间

 3.7 举例：两种典型机器人的运动学问题

 3.8 坐标系的标准命名

 3.9 工具的定位

 3.10 计算问题

 参考文献

 习题

 编程习题

 MATLAB习题

第4章 操作臂逆运动学

 4.1 概述

 4.2 可解性

 4.3 当n<6时操作臂子空间的描述

 4.4 代数解法与几何解法

 4.5 通过化简为多项式的代数解法

 4.6 三轴相交的PIEPER解法

 4.7 操作臂逆运动学实例

 4.8 标准坐标系

 4.9 操作臂求解

 4.10 重复精度和定位精度

 4.11 计算问题

 参考文献

 习题

 编程习题

 MATLAB习题

第5章 速度和静力

 5.1 概述

 5.2 时变位姿的符号表示

 5.3 刚体的线速度和角速度

 5.4 对角速度的进一步研究

 5.5 机器人连杆的运动

 5.6 连杆间的速度传递

 5.7 雅可比

 5.8 奇异性

 5.9 作用在操作臂上的静力

 5.10 力域中的雅可比

 5.11 速度和静力的笛卡儿变换

 参考文献

 习题

 编程习题

 MATLAB习题

第6章 操作臂动力学

 6.1 概述

 6.2 刚体的加速度

 6.3 质量分布

 6.4 牛顿方程和欧拉方程

 6.5 牛顿一欧拉迭代动力学方程

 6.6 迭代形式与封闭形式的动力学方程

 6.7 封闭形式动力学方程应用举例

 6.8 操作臂动力学方程的结构

 6.9 操作臂动力学的拉格朗日公式

 6.10 建立笛卡儿空间的规范化操作臂动力学方程

 6.11 计及非刚体效应

 6.12 动力学仿真

 6.13 计算效率问题

 参考文献

 习题

 编程习题

 MATLAB习题1

 MATLAB习题2

 MATLAB习题3

第7章 轨迹的生成

 7.1 概述

 7.2 关于路径描述和路径生成的综述

 7.3 关节空间规划方法

 7.4 笛卡儿空间规划方法

 7.5 笛卡儿路径的几何问题

 7.6 路径的实时生成

 7.7 使用机器人编程语言描述路径

 7.8 使用动力学模型的路径规划

 7.9 无碰撞路径规划

 参考文献

 习题

 编程习题

 MATLAB习题

第8章 操作臂的机械设计

 8.1 概述

 8.2 基于任务需求的设计

 8.3 运动学构形

 8.4 工作空间属性的定量测量

 8.5 冗余机构与闭链机构

 8.6 驱动方式

 8.7 刚度与变形

 8.8 位置检测

 8.9 力检测

 参考文献

 习题

 编程习题

 MATLAB习题

第9章 操作臂的线性控制

 9.1 概述

 9.2 反馈与闭环控制

 9.3 二阶线性系统

 9.4 二阶系统的控制

 9.5 控制律的分解

 9.6 轨迹跟踪控制

 9.7 抗干扰

 9.8 连续时间控制与离散时间控制

 9.9 单关节的建模和控制

 9.10 工业机器人控制器的结构

 参考文献

 习题

 编程习题

 MATLAB习题

第10章 操作臂的非线性控制

 10.1 概述

 10.2 非线性系统和时变系统

 10.3 多输入多输出控制系统

 10.4 操作臂的控制问题

 10.5 实际应用中的问题

 10.6 当前的工业机器人控制系统

 10.7 李雅普诺夫稳定性分析

 10.8 基于笛卡儿空间的控制系统

 10.9 自适应控制

 参考文献

 习题

 编程习题

第11章 操作臂的力控制 

 11.1 概述

 11.2 工业机器人在装配作业中的应用

 11.3 局部约束任务中的控制坐标系

 11.4 力/位混合控制问题

 11.5 质量一弹簧系统的力控制

 11.6 力/位混合控制方法

 11.7 当前的工业机器人控制方法

 参考文献

 习题

 编程习题

第12章  机器人编程语言及编程系统

 12.1 概述

 12.2 机器人编程的三个级别

 12.3 应用实例

 12.4 机器人编程语言的必要条件

 12.5 机器人编程语言的特殊问题

 参考文献

 习题

 编程习题

第13章  离线编程系统

 13.1 概述

 13.2 离线编程系统的核心问题

 13.3 引导仿真器

 13.4 离线编程系统的自动子任务

 参考文献

 习题

 编程习题

附录A 三角恒等式

附录B 24种角坐标系的旋转矩阵定义

附录C 逆运动学公式

部分习题答案

索引