本书主要内容分为两篇。第一篇为“机器人机构拓扑学”，可为机构的拓扑创新设计（发明新机构）提供系统的理论与方法。主要内容包括： 3个基本概念（运动副轴线的几何约束类型、单开链单元和方位特征集）、3个基本原理（运动特征对应性原理、拓扑等效原理和基于 SOC单元的机构组成原理）、 4个基本公式（串联机构 POC方程与并联机构 POC方程及其线性符号运算方法、具有一般性的空间机构 DOF公式和 Assur运动链的耦合度公式）、机构拓扑设计的系统方法（简单支路拓扑综合的一般方法、基于拓扑等效原理的复杂支路拓扑综合的一般方法和并联机构拓扑设计的系统方法）以及拓扑设计方法的主要特点（包括拓扑结构类型综合与类型的性能分析及其优选，此方法既与运动位置无关，可得到非瞬时性机构，又与定坐标系无关，因而机构存在的几何条件具有一般性）。第二篇为“机构学新理论体系的创建与发展”。主要内容包括：学术研究之路——兴趣、探索与贡献，学术研究的纵向发展过程；学术研究之道——机构拓扑学基本公式的创建、质疑与回应，学术研究之路的横断面放大图；学术研究之美——“情”与“理”的融合，原始创新源于非逻辑思维的灵感。

本书可作为机构学、机器人学、制造系统与自动化等相关领域的研究生教材或高年级本科生教材，也可作为相关科研人员的参考用书。

前辅文
第1章 绪论
  1.1 机器人机构拓扑学的发展概况
   1.1.1 机构的拓扑设计
   1.1.2 机构拓扑学的基本任务
   1.1.3 机构拓扑设计的基本模式
   1.1.4 拓扑设计的主要方法
   1.1.5 机构学理论体系
  1.2 本书的目标与原创性成果
   1.2.1 主要目标
   1.2.2 基本概念
   1.2.3 基本原理
   1.2.4 基本公式
   1.2.5 并联机构的拓扑特征
   1.2.6 并联机构拓扑设计方法
   1.2.7 基于单开链单元的机构学理论体系
  1.3 机构学新理论体系的创建历程
   1.3.1 学术研究之路：兴趣、探索与贡献
   1.3.2 学术研究之道：创建、质疑与回应
   1.3.3 学术研究之美：理、情与景的融合
  1.4 本章小结
  参考文献
第一篇 机器人机构拓扑学
  第2章 机构的拓扑结构及其符号表示
   2.1 概述
   2.2 机构拓扑结构的三要素
   2.3 机构拓扑结构的符号表示
   2.4 机构拓扑结构的运动过程不变性
   2.5 机构拓扑结构的定义
   2.6 基于拓扑结构的机构分类
   2.7 本章小结
   参考文献
  第3章 方位特征集
   3.1 概述
   3.2 运动副的方位特征集
   3.3 机构的方位特征集
   3.4 方位特征集的维数
   3.5 方位特征集的基本类型
   3.6 本章小结
   参考文献
  第4章 串联机构方位特征方程
   4.1 概述
   4.2 串联机构速度的单位矢量集方程
   4.3 串联机构速度特征方程及其线性符号运算
   4.4 串联机构方位特征方程及其线性符号运算
   4.5 串联机构方位特征集的计算
   4.6 单回路运动链的独立位移方程数
   4.7 本章小结
   参考文献
  第5章 并联机构方位特征方程
   5.1 概述
   5.2 并联机构速度的单位矢量集方程
   5.3 并联机构速度特征方程及其线性符号运算
   5.4 并联机构方位特征方程及其线性符号运算
   5.5 并联机构支路的基本特性
   5.6 并联机构方位特征集的计算
   5.7 本章小结
   参考文献
  第6章 机构自由度公式
   6.1 概述
   6.2 具有一般性的 DOF公式
   6.3 DOF公式的其他应用
   6.4 DOF计算
   6.5 本章小结
   参考文献
  第7章 机构耦合度公式及其应用
   7.1 概述
   7.2 基于单开链单元的机构组成原理
   7.3 AKC的耦合度
   7.4 AKC的判定方法
   7.5 并联机构的运动解耦
   7.6 机构组成原理的应用
   7.7 本章小结
   参考文献
  第8章 串联机构结构综合的一般方法
   8.1 概述
   8.2 串联机构的结构综合方法
   8.3 串联机构的结构类型
   8.4 单回路机构的结构综合
   8.5 本章小结
   参考文献
  第9章 并联机构拓扑设计的系统方法
   9.1 概述
   9.2 并联机构拓扑设计的一般过程
   9.3 支路的结构综合方法
   9.4 支路组合方案
   9.5 支路组合的装配方案
   9.6 结构类型的性能分析及其分类
   9.7 本章小结
   参考文献
  第10章 并联机器人机构拓扑设计案例 ——3T–1R并联机构拓扑设计
   10.1 概述
   10.2 3T–1R并联机构的拓扑设计
   10.3 本章小结
   参考文献
第二篇 机构学新理论体系的创建与发展
  第11章 学术研究之路：兴趣、探索与贡献
   11.1 学术研究的初期阶段
   11.2 机构学研究的突破性进展
   11.3 创建基于单开链单元的平面机构学
   11.4 创建基于方位特征集和单开链单元的机器人机构拓扑学
   11.5 创建基于单开链单元的空间机构运动学与动力学
   11.6 学术贡献
  第12章 学术研究之道:创建、质疑与回应
   12.1 机构方位特征方程的创建、质疑与回应
   12.2 机构 DOF公式的创建、质疑与回应
   12.3 机构耦合度公式的创建、质疑与回应
   12.4 机器人机构拓扑学的创建、质疑与回应
   参考文献
  第13章 学术研究之美：理、情与景的融合
   13.1 忆吾师
   13.2 机构学新理论体系源于庐山之美
   13.3 机构动平衡研究始于泰山夜话
   13.4 现代机构拓扑学源于理与情的融合之美
   13.5 学术研究进展的哲学思考
  后记