本书是根据教育部学科专业调整规范、教学内容和教学体系改革及专业人才培养需求而编写的，是面向机器人工程及相关专业的入门教材，旨在为读者系统讲解机器人领域基础理论、核心技术、典型应用及发展前沿，搭建“概述-基础-结构-编程-应用-前沿”的完整知识体系。 全书内容层层递进，首先概述机器人核心基础及专业体系，夯实机器人基础知识，再讲解机器人组成与结构，在聚焦编程基础的前提下介绍各类机器人典型应用，最后探讨产业态势与前沿技术，提供学科认知与学习指导。 本书特色鲜明，以“基础先行、循序渐进、理论与实践结合”为原则，以CDIO工程教育模式为指向，结合行业发展趋势，兼顾理论与实践，融入机器人发展史节点，每章设置教学相关模块适配教学需求，结合产业案例强化实践导向，同时提供丰富的配套资源。 本书可作为高等院校机器人工程及相关专业本科入门教材，也可作为机器人领域从业者、爱好者的参考用书，助力读者掌握核心知识、了解行业动态、提升实践创新能力。

第1章机器人概述001 1.1机器人的定义、分类和发展001 1.1.1机器人名称的由来002 1.1.2机器人的定义002 1.1.3机器人的分类004 1.1.4机器人的发展史004 1.2机器人的用途与应用领域007 1.2.1工业领域应用007 1.2.2服务领域应用008 1.2.3特种领域应用009 1.2.4其他新兴应用领域009 1.3机器人的研究内容009 1.3.1机器人感知系统010 1.3.2机器人决策系统010 1.3.3机器人控制系统011 1.3.4机器人硬件结构012 1.3.5机器人仿真软件013 1.4机器人国内外发展趋势013 1.4.1国外发展趋势013 1.4.2国内发展趋势014 1.5机器人工程专业体系与实践015 1.5.1机器人工程专业概述015 1.5.2机器人产业与人才培养现状015 1.5.3机器人工程专业课程体系017 1.5.4机器人工程专业实践基础018 1.5.5主流机器人竞赛概况019 本章小结020 知识拓展：机器人发展史的重要节点1021 第2章机器人基础知识023 2.1机器人的分类023 2.1.1机器人的分类024 2.1.2典型机器人实例解析030 2.2机器人的基本术语及图形符号034 2.2.1核心基本术语034 2.2.2机器人常用图形符号与标识036 2.3机器人的技术参数038 2.3.1机器人主要技术参数038 2.3.2典型机器人的技术参数举例042 2.4机器人轴和坐标系043 2.4.1机器人运动轴的名称与功能043 2.4.2机器人常用坐标系046 2.5机器人的运动学与动力学基础047 2.5.1运动学基础047 2.5.2机器人动力学051 2.5.3运动学与动力学在机器人控制中的关联051 2.6机器人工程相关数学基础052 2.6.1机器人运动学分析052 2.6.2机器人动力学分析053 本章小结054 知识拓展：机器人发展史的重要节点2054 第3章机器人的组成和结构056 3.1机器人的整体组成体系056 3.1.1驱动系统057 3.1.2机械结构系统057 3.1.3传感系统057 3.1.4机器人与环境交互系统057 3.1.5人机交互系统057 3.1.6控制系统058 3.2机器人机械结构系统058 3.2.1常见机械结构及其表示058 3.2.2机器人的机座059 3.2.3机器人的手臂059 3.2.4机器人的手腕063 3.2.5机器人的末端执行器064 3.2.6机器人的行走机构064 3.3机器人的传感器系统066 3.3.1机器人的传感器技术概述066 3.3.2机器人传感器的选择与要求068 3.3.3工业机器人传感器分类069 3.3.4多传感器信息融合技术078 3.4机器人的驱动系统080 3.4.1减速器080 3.4.2电机081 3.4.3液压驱动系统083 3.4.4气压驱动器084 3.5机器人控制系统085 3.5.1机器人控制系统的基本原理085 3.5.2机器人控制系统的特点085 3.5.3机器人控制系统的组成及分类086 3.5.4智能控制技术091 3.6机器人的组成和结构应用案例093 本章小结094 知识拓展：机器人发展史的重要节点3096 第4章机器人编程基础097 4.1机器人编程概述097 4.1.1编程的目的与意义098 4.1.2编程的基本要求098 4.2机器人编程方式100 4.2.1示教编程100 4.2.2离线编程103 4.2.3自主编程116 4.3机器人编程语言117 4.3.1机器人常用编程语言117 4.3.2编程语言分类118 4.3.3典型机器人编程语言介绍121 4.3.4编程语言的系统结构与基本功能128 4.4编程实例与实践基础131 4.4.1简单运动编程实例131 4.4.2编程调试基础133 4.4.3机器人编程基础总结135 本章小结135 知识拓展：机器人发展史的重要节点4136 第5章机器人的典型类型与应用案例137 5.1工业机器人137 5.1.1工业机器人的定义、分类与特点137 5.1.2工业机器人的关键技术139 5.1.3典型应用案例140 5.2服务机器人142 5.2.1服务机器人的定义、分类与特点142 5.2.2服务机器人的关键技术143 5.2.3典型应用案例144 5.3特种机器人146 5.3.1特种机器人的定义、分类与特点146 5.3.2典型类型与应用案例147 5.4仿生机器人150 5.4.1仿生机器人的定义与设计理念150 5.4.2典型应用案例151 5.5医疗机器人153 5.5.1医疗机器人的定义、分类与特点153 5.5.2典型应用案例154 本章小结156 知识拓展：机器人发展史的重要节点5156 第6章机器人产业与前沿技术162 6.1机器人产业概述163 6.1.1机器人产业发展态势与产业链结构163 6.1.2国内外著名机器人制造商与产品介绍168 6.2机器人核心技术前沿169 6.2.1机器人技术发展的科学意义和战略价值169 6.2.2人工智能与机器人融合技术171 6.2.3机器人感知与决策前沿177 6.2.4机器人驱动与材料技术创新185 6.2.5集群机器人技术188 6.3机器人技术的发展挑战191 6.3.1技术瓶颈191 6.3.2产业与应用挑战191 6.4机器人的未来发展展望192 本章小结193 知识拓展：机器人发展史的重要节点6193 第7章学科认知与学习指导196 7.1 机器人工程学科的交叉特性196 7.1.1核心交叉学科及其与机器人工程的关联197 7.1.2交叉特性的具体体现200 7.1.3理解交叉特性的重要意义202 7.2机器人领域的职业发展方向203 7.2.1技术研发类职业方向203 7.2.2工程应用类职业方向207 7.3专业学习方法与建议210 7.3.1夯实基础，构建完整的知识体系210 7.3.2理论与实践结合，提升工程实践能力211 7.3.3明确学习方向，实现广度与深度的平衡211 7.3.4培养自主学习能力，跟踪前沿技术212 7.3.5注重团队协作，培养沟通能力212 7.4开放性问题与创新思维培养213 7.4.1机器人领域开放性问题的特点与类型213 7.4.2开放性问题的分析方法与思路214 7.4.3创新思维的培养路径214 7.5机器人认识实习指导215 7.5.1实习目的215 7.5.2实习内容216 7.5.3实习要求216 7.5.4实习注意事项217 本章小结217 知识拓展：机器人发展史的重要节点7218 参考文献220