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機器人系統設計與實踐(新工科機器人工程專業系列教材)

  • 作者：編者:張志安//雷曉雲|責編:許龍
  • 出版社：清華大學
  • ISBN：9787302635895
  • 出版日期：2023/07/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：258
人民幣：RMB 49.8 元      售價：元
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內容大鋼
    本書向讀者介紹了機器人領域的相關專業知識，在此基礎上詳細講解了如何基於任務要求設計一款全向移動機器人，從總體方案設計、結構設計、控制系統設計等方面全面講解。本書首先概述了機器人的基本概念、發展歷史、關鍵技術、發展趨勢等。從機器人系統設計的角度出發，介紹了機器人的結構設計基礎知識，涵蓋機器人結構設計的關鍵零部件設計及其材料的選擇。從機器人控制系統方向，介紹了核心控制晶元、常用感測器類型、驅動控制技術及控制演算法。同時對機器人設計涉及的結構設計及模擬、電路設計及模擬、系統設計及模擬、演算法實現等常用軟體進行了介紹。以機甲大師競賽機器人為基礎，對全向移動機器人的系統設計與實現、不同種類機器人的設計與實現進行了詳細的分析與講解。
    本書適用於機器人工程、智能製造、人工智慧等新興學科專業，同時也適用於傳統新工科專業，是大學生自主學習機器人技術的一本參考書目。
作者介紹
編者:張志安//雷曉雲|責編:許龍
目錄
第1章  機器人概述
  1.1  機器人的概念及發展歷史
    1.1.1  機器人的概念
    1.1.2  機器人的發展歷史
    1.1.3  機器人三定律
  1.2  機器人的分類及應用
  1.3  機器人關鍵技術
    1.3.1  關鍵零部件設計
    1.3.2  伺服驅動控制技術
    1.3.3  多感測器的數據融合
    1.3.4  定位與導航技術
    1.3.5  中央控制系統
    1.3.6  機器人的控制方法
  1.4  機器人的發展趨勢
    1.4.1  關鍵技術的發展
    1.4.2  新興應用領域
    1.4.3  新技術在機器人領域的拓展
    1.4.4  留給未來的難題
第2章  機器人結構設計基礎
  2.1  機器人本體
    2.1.1  機器人運動機構
    2.1.2  機器人執行機構
  2.2  常見的傳動機構
    2.2.1  傳動機構概述
    2.2.2  機械傳動
    2.2.3  傳動機構設計
  2.3  執行器
    2.3.1  末端執行器概述
    2.3.2  手指式手爪
    2.3.3  吸盤式手部
    2.3.4  工具式手部
  2.4  結構件常用材料及其選擇
    2.4.1  金屬材料
    2.4.2  非金屬材料
    2.4.3  複合材料
    2.4.4  材料選擇方法
  2.5  3D列印技術
    2.5.1  3D列印技術的概念與起源
    2.5.2  3D列印技術的發展與未來
    2.5.3  3D列印技術工藝介紹
    2.5.4  零部件3D列印的實現
第3章  機器人控制技術基礎
  3.1  控制器的種類及功能
    3.1.1  常見的機器人控制器
    3.1.2  STM32單片機介紹
  3.2  常用感測器
    3.2.1  感測器基本分類
    3.2.2  內感測器
    3.2.3  外感測器
    3.2.4  多感測器信息融合

  3.3  驅動器及其控制技術
    3.3.1  驅動器的分類與選取原則
    3.3.2  驅動器的控制技術
  3.4  經典控制方法
  3.5  現代控制方法
    3.5.1  魯棒控制
    3.5.2  自適應控制
    3.5.3  神經網路控制
    3.5.4  模糊邏輯控制
    3.5.5  機器學習
第4章  機器人系統設計軟體
  4.1  結構設計軟體
    4.1.1  二維設計
    4.1.2  三維設計
  4.2  結構分析模擬軟體
    4.2.1  有限元分析
    4.2.2  動力學模擬
  4.3  電路設計軟體
    4.3.1  Altlum Designer
    4.3.2  PADS
    4.3.3  Cadence Allegro
  4.4  電路模擬軟體
    4.4.1  Cadence/OrCAD PSpice
    4.4.2  Multisim
    4.4.3  Electronic Workbench
    4.4.4  Proteus
  4.5  機器人系統模擬軟體
    4.5.1  Simbad
    4.5.2  Webots
    4.5.3  MATLAB
  4.6  控制演算法實現軟體
    4.6.1  MDK5
    4.6.2  Visual Studio
    4.6.3  IAR
    4.6.4  Arduino
第5章  全向移動機器人設計與實現
  5.1  全向移動機器人及其分類
    5.1.1  基於全向輪的移動機器人
    5.1.2  基於麥克納姆輪的移動機器人
  5.2  全向移動機器人的總體方案設計
    5.2.1  機械結構設計
    5.2.2  硬體系統設計
    5.2.3  通信系統設計
  5.3  麥克納姆輪的運動分析
    5.3.1  麥克納姆輪的結構
    5.3.2  麥克納姆輪的布局及運動學分析
  5.4  全向移動機器人的控制系統
    5.4.1  控制系統總體架構
    5.4.2  系統的功能結構
    5.4.3  系統主要模塊工作原理

  5.5  全向移動機器人的應用與展望
    5.5.1  全向移動機器人的應用
    5.5.2  全向移動機器人的展望
第6章  機械臂組成與控制
  6.1  常見機械臂
    6.1.1  機械臂組成
    6.1.2  常見機械臂介紹
    6.1.3  常見機械臂執行機構介紹
  6.2  機械臂控制方法
    6.2.1  氣動控制
    6.2.2  液壓控制
    6.2.3  電動控制
    6.2.4  機械式驅動
  6.3  機械臂的應用
第7章  機甲大師機器人
  7.1  RoboMaster機甲大師賽
  7.2  機甲大師機器人兵種
    7.2.1  步兵機器人
    7.2.2  英雄機器人
    7.2.3  工程機器人
    7.2.4  哨兵機器人
    7.2.5  空中機器人
    7.2.6  飛鏢系統和雷達簡介
  7.3  步兵機器人的設計與實現
    7.3.1  總體方案設計
    7.3.2  底盤設計
    7.3.3  雲台設計
    7.3.4  發射系統設計
    7.3.5  視覺識別系統
  7.4  英雄機器人
    7.4.1  上供彈發射機構設計方案
    7.4.2  下供彈發射機構設計方案
    7.4.3  雙發射機構設計方案
  7.5  工程機器人
    7.5.1  登島設計方案
    7.5.2  取礦設計方案
  7.6  哨兵機器人
    7.6.1  發射布置策略
    7.6.2  驅動方案
  7.7  空中機器人
  7.8  飛鏢系統與雷達
    7.8.1  飛鏢系統
    7.8.2  雷達
  7.9  結語
參考文獻
附錄
  附錄A  機器人主要賽事
  附錄B  機器人學相關學術期刊和會議
  附錄C  機器人視覺識別系統

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