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機器人系統設計及其應用技術(第2版高等學校電子信息類專業系列教材)

  • 作者：編者:趙建偉|責編:劉星//李曄
  • 出版社：清華大學
  • ISBN：9787302676577
  • 出版日期：2024/11/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：257
人民幣：RMB 59 元      售價：元
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內容大鋼
    本書系統論述了機器人系統的設計方法及其應用技術，闡述了機器人技術的概念、運動和動力學規律及演算法。全書共9章，主要包括4方面的內容：機器人基礎內容，介紹機器人發展史、機器人定義、闡述機器人技術的概念；機器人系統設計內容，介紹機器人基礎理論、應用技術，對機器人系統的4部分（機械系統、電氣系統、控制系統、軟體系統）進行詳細分析講解，並論述機器人設計的方法；機器人系統感知內容，介紹機器人各類感測器原理及實際器件硬體和軟體代碼；機器人系統模擬開發內容，介紹機器人設計開發模擬軟體和實際系統，給出具體的智能搬運機器人項目，包括機械設計軟體SolidWorks和控制設計軟體LabVIEW的內容。全書提供了大量實際應用中的實例，提供了實際機器人系統的各個感測器和控制器源代碼，讀者根據書中內容可獨立自主設計出一台機器人。
    本書適合作為高等學校機電類、機器人類、儀器類、電子信息類、電腦類等專業機器人課程的教材，也可供廣大科技工作者和研究人員參考。
作者介紹
編者:趙建偉|責編:劉星//李曄
    趙建偉，中國礦業大學（北京）智能控制與機器人系副主任、副教授、清華大學博士后、常州市「十大科技新銳」稱號獲得者。研究機器人近20年，主持國家自然科學基金面上項目、國家社會科學基金「十三五」規劃2020年度教育學一般課題、國家「十二五」和「十三五」科技項目子課題、「國家02重大專項」子課題等10余項；主持橫向課題20余項；獨立發表論文48篇（其中SCI論文15篇，EI論文25篇）；主編教育部高等學校電子信息類專業教學指導委員會規劃教材1部；獲得國際專利2項、國家專利18項。曾擔任《工礦自動化》青年編委，中國科協財政項目評審專家、全國青少年科技創新大賽、中國青少年機器人競賽、全國青年科普創新實驗暨作品大賽、「明天小小科學家」獎勵活動、北京金鵬科技論壇、全球發明大會、中國機器人大賽暨Robocup機器人世界盃中國賽、中國大學生電腦設計大賽等評委。
目錄
第1章  緒論
  1.1  機器人的出現
    1.1.1  機器人的發展
    1.1.2  現代意義上的機器人
  1.2  機器人的定義及其特點
    1.2.1  機器人的定義及組成
    1.2.2  機器人的特徵
  1.3  國內外機器人的發展
    1.3.1  國外機器人的發展
    1.3.2  國內機器人的發展
  1.4  各種典型的機器人
    1.4.1  軍用機器人
    1.4.2  工業機器人
    1.4.3  服務機器人
    1.4.4  仿生機器人
    1.4.5  智能機器人
    1.4.6  無人機
    1.4.7  其他機器人
  1.5  機器人帶來的影響
  1.6  機器人的展望
  簡答題
  討論題
第2章  機器人的應用技術
  2.1  機器人控制技術
    2.1.1  機器人開環控制
    2.1.2  機器人閉環控制
    2.1.3  機器人PID控制
    2.1.4  助老機器人的開環、閉環控制系統設計實例
  2.2  機器人定位技術
    2.2.1  基於航跡推算的定位技術
    2.2.2  基於地圖的定位方法
    2.2.3  基於視覺的定位方法
  2.3  基於多感測器的信息融合技術
    2.3.1  多感測器信息融合技術的定義
    2.3.2  多感測器信息處理的方法
    2.3.3  多感測器的分佈格局
  2.4  機器人模糊控制技術
    2.4.1  模糊控制的發展
    2.4.2  模糊控制的定義
    2.4.3  模糊控制的特點
    2.4.4  模糊控制的應用
  2.5  機器人的路徑規劃技術概述
    2.5.1  機器人路徑規劃的定義
    2.5.2  實現機器人路徑規劃的方法模型
  簡答題
  設計題
第3章  機器人系統設計基礎
  3.1  行走機構簡介
    3.1.1  足式行走機構
    3.1.2  履帶式行走機構

    3.1.3  輪式行走機構
  3.2  機器人底盤結構設計
    3.2.1  底盤材料及結構選擇
    3.2.2  基於輪式機器人的底盤結構分析
  3.3  電機選型
    3.3.1  步進電機
    3.3.2  直流電機
    3.3.3  各種電機的區別
    3.3.4  交流電機
    3.3.5  特種電機：超聲電機
    3.3.6  電機選型實際案例
    3.3.7  機器人實際驅動電機選型案例
    3.3.8  電機控制環路調試
  3.4  機械臂機構設計
    3.4.1  機械臂的分類
    3.4.2  機械臂的作用
    3.4.3  機械臂的設計要求
  3.5  機器人整體結構材料的選擇原則
  3.6  機器人軟體系統設計
    3.6.1  軟體系統設計概要
    3.6.2  軟體系統總體設計
    3.6.3  軟體系統開發工具介紹
    3.6.4  軟體開發工具的分類
    3.6.5  SolidWorks軟體簡介
  填空題
  簡答題
  計算題
第4章  基於智能車的機器人本體設計
  4.1  基於智能車底盤的安裝設計
    4.1.1  智能車的底盤部分組成
    4.1.2  智能車底盤的安裝過程
    4.1.3  車輪部件的特點
  4.2  系統硬體組成及安裝說明
    4.2.1  直流電機及驅動模塊的選型
    4.2.2  電源及穩壓模塊的選擇
    4.2.3  主控模塊
    4.2.4  感測器模塊
  4.3  智能車的機械臂設計
    4.3.1  機械臂的材料選擇
    4.3.2  機械臂的結構特徵
    4.3.3  機械臂整體特點
  4.4  基於C語言的控製程序編寫實例
    4.4.1  智能物流機器人開環控制及程序設計
    4.4.2  智能物流機器人閉環控制及程序設計
    4.4.3  超聲波感測器的控製程序設計
    4.4.4  紅外感測控制部分
    4.4.5  火焰感測器控制部分
    4.4.6  電子羅盤控制部分
    4.4.7  智能車的機械臂控制實例
  4.5  智能物流機器人的車身結構設計

    4.5.1  車身模塊組成
    4.5.2  車身零部件材料的選擇
    4.5.3  車身模塊的安裝過程
    4.5.4  基於智能物流機器人的整體機械結構
  填空題
  簡答題
第5章  機器人視覺系統
  5.1  機器人視覺簡述
    5.1.1  機器人視覺的相關定義
    5.1.2  機器人視覺的基本原理
    5.1.3  機器人視覺的要求
    5.1.4  機器人視覺的應用
  5.2  攝像機模型
    5.2.1  單目視覺模型
    5.2.2  雙目視覺模型
  5.3  機器人圖像處理技術
    5.3.1  圖像處理技術概述
    5.3.2  圖像的採集
    5.3.3  圖像的轉換
    5.3.4  圖像處理軟體簡介
    5.3.5  圖像處理技術的研究內容
  5.4  濾波演算法概述
    5.4.1  常見的濾波方法
    5.4.2  濾波電路的分類
    5.4.3  圖像濾波處理
    5.4.4  智能機器人複合濾波演算法的實驗研究實例
  5.5  基於攝像頭路徑識別的智能機器人控制系統設計
    5.5.1  硬體結構與方案設計
    5.5.2  控制策略
    5.5.3  舵機轉向控制分析以及驅動電機轉速調節
  思考題
第6章  機器人感測器技術
  6.1  感測器的作用
  6.2  感測器的分類
  6.3  內部感測器
    6.3.1  電位器
    6.3.2  編碼器
    6.3.3  陀螺儀
    6.3.4  電子羅盤
    6.3.5  GPS
    6.3.6  路徑規劃
  6.4  外部感測器
    6.4.1  接近開關
    6.4.2  光電開關
    6.4.3  紅外感測器
    6.4.4  超聲波感測器
  6.5  感測器的檢測
    6.5.1  位置和角度檢測
    6.5.2  速度和角速度的測量
    6.5.3  加速度和角加速度的測量

    6.5.4  姿態檢測
  6.6  驅動器
  6.7  感測器編程應用案例
  6.8  小結
  思考題
第7章  機器人路徑規劃技術
  7.1  路徑規劃
  7.2  機器人的路徑規劃技術
    7.2.1  機器人路徑規劃的定義
    7.2.2  實現機器人路徑規劃的方法模型
  思考題
第8章  機器人系統模擬
  8.1  基於SolidWorks的智能車建模
    8.1.1  SolidWorks系統安裝
    8.1.2  零部件的繪製方法
    8.1.3  底盤模塊的三維建模
    8.1.4  機械臂的建模
    8.1.5  智能小車的虛擬裝配
  8.2  ADAMS模擬軟體介紹
    8.2.1  ADAMS模塊組成及特點
    8.2.2  在ADAMS軟體中建模、模擬的流程
  8.3  機器人模擬基礎
    8.3.1  機器人模擬原理
    8.3.2  機器人模擬概念
  8.4  搭建機器人模擬模型
    8.4.1  Model Builder簡介
    8.4.2  導入機器人模擬模型
    8.4.3  構建機器人模擬模型
  8.5  機器人模擬
    8.5.1  Simulator Project簡介
    8.5.2  拼裝機器人模擬模型
    8.5.3  構建機器人模型
  8.6  搭建機器人模擬環境
    8.6.1  LabVIEW簡介
    8.6.2  創建模擬場景模型
    8.6.3  創建模擬環境
  8.7  典型機器人模擬案例分析
  8.8  小結
  思考題
第9章  機器人系統開發
  9.1  myRIO簡介
    9.1.1  LabVIEW的工作原理
    9.1.2  LabVIEW的特點
  9.2  創建項目
    9.2.1  創建LabVIEW項目
    9.2.2  添加實時終端
    9.2.3  添加FPGA目標
  9.3  部署應用程序
    9.3.1  NI myRIO與LabVIEW
    9.3.2  NI LabVIEW RIO架構介紹

    9.3.3  部署應用程序步驟
    9.3.4  部署應用程序至實時控制器
  9.4  基於myRIO的視覺應用案例
    9.4.1  視覺小車的電氣系統規劃
    9.4.2  演算法設計思想及流程
    9.4.3  圖像採集模塊
    9.4.4  圖像處置與闡述模塊
    9.4.5  小車抓取過程
    9.4.6  LabVIEW嵌入式開發模塊的技術要點
  9.5  小結
  思考題
參考文獻

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