機器人系統設計及其應用技術 ( 簡體 字) |
| 作者：趙建偉 | 類別：1. -> 電子工程 -> 機器人 |
| 譯者： |
| 出版社：清華大學出版社 |  3dWoo書號： 47829
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NT售價： 195 元 |
| 出版日：11/1/2017 |
| 頁數：170 |
| 光碟數：0 |
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| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
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| ISBN：9787302475033 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
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| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：有史以來，人類就在幻想著制造一種與人相似的能獨自動作的東西，一種能靈活地完成特定操作和運動任務，并可再編程序的多功能操作器。機器人的出現將人類的幻想慢慢變成現實。現代機器人有兩個特點： 一是有類似于人的肢體功能，可實現空間多自由度運動； 二是具有思維學習能力，能靈活適應工作情況、條件的變化。機器人的發展與計算機的發展有密切關系，雖然20世紀50年代出現了現代機器人的原型，20世紀60年代也有了實用的機器人，但其發展極其緩慢； 直到20世紀70年代微型計算機出現后，機器人技術才得到蓬勃發展。
機器人的發展大致分為三個階段： 第一階段為固定程序和遙控式機器人； 第二階段為可編程序和示教再現式機器人； 第三階段為智能機器人。機器人是離散型生產過程自動化的必然產物，特別是在危險、有害、單調、孤寂、狹小的環境下，由機器人完成工作顯得更優越。應用較多的是用于各種制造業的產業機器人； 服務業及家務勞動機器人應用于種植業、采掘業、建筑業等； 軍事機器人應用于軍事上可完成排雷、流動哨兵、操縱武器等危險工作。
現在，機器人的應用越來越廣泛，幾乎滲透到社會各領域。全國高校陸續成立機器人研究中心，并通過與機器人相關企業的合作，研究、開發、生產機器人，致力于將其產業化并投入到市場應用中。美國麻省理工學院計算機科學和人工智能實驗室主任布魯克斯教授認為，若干年后，機器人在人們日常生活中的應用將會類似于今天的計算機。隨著社會的發展，人們的生活將離不開機器人，我們的社會也將機器人化。當前大多數人了解并學習機器人的相關知識只是作為業余愛好，但在不久的將來這將會成為他們生活中的一部分。
本書圍繞當今機器人技術的發展前沿和應用，從技術發展、研發思路、關鍵技術、應用方法等角度分以下8章予以介紹： 緒論、機器人應用技術、機器人系統設計基礎、智能車機器人本體設計、機器人視覺系統、機器人傳感器技術、機器人系統仿真和機器人系統開發。書中在介紹相關技術的同時，以案例形式介紹了整個機器人系統的設計、分析、集成和應用方法，力求做到系統性、專業性和可讀性相結合。本書適用于從事現代制造技術、控制技術等領域，對機器人技術感興趣的工程技術人員，同時也可作為相關專業本、專科學生的參考書。
本書由趙建偉（E拟mail: 121149420@qq.com）主編，王洪燕、班鈺、陳令坤、姚志廣等人參編。它是關于機器人基礎理論、關鍵技術、設計流程和工程應用等學術專題的專著，由作者在吸收和借鑒國內外相關學術理念的基礎上，結合自身多年的研究經驗及工作成果編著而成。在此特別感激對本書做出貢獻的老師和學生們，以及美國國家儀器公司。本書的完成離不開他們提供的各種資料、心得和建議，特此致謝。
編著者2017年1月
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內容簡介：本書系統地論述了機器人系統的設計方法及其應用技術，內容包括緒論、機器人應用技術、機器人系統設計基礎、智能車機器人本體設計、機器人視覺系統、機器人傳感器技術、機器人系統仿真和機器人系統開發。本書注重將機器人基礎理論與應用技術相結合，力求反映國內外機器人研究領域的新進展，使讀者能深入理解機器人系統的四個組成部分（機械系統、電氣系統、控制系統和軟件系統），真正地將理論學習與實際應用相結合。
本書可作為高等學校機電類、儀器類、電子信息類與計算機類專業的本科生教材，也可作為相近專業的研究生和中高職學生的參考教材，還可供有關科技人員參考。 |
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、組成和特征
1.2.1機器人的定義和組成
1.2.2機器人的特征
1.2.3機器人的開發準則
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其他機器人
1.5機器人帶來的影響
1.6機器人展望
第2章機器人應用技術
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、閉環控制系統設計實例
2.2機器人定位技術
2.2.1基于航跡推算的定位方法
2.2.2基于地圖的定位方法
2.2.3基于視覺的定位方法
2.3機器人基于多傳感器的信息融合技術
2.3.1多傳感器信息融合技術的定義
2.3.2多傳感器信息處理的典型方法
2.3.3多傳感器的分布格局
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機器人路徑規劃技術
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
第3章機器人系統設計基礎
3.1行走機構設計
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底盤結構設計
3.2.1底盤材料及結構選擇
3.2.2基于輪式機器人的底盤結構分析
3.3電動機選型
3.3.1步進電動機簡介
3.3.2步進電動機選型
3.3.3直流電動機簡介
3.3.4直流電動機選型
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機器人軟件系統設計
3.6.1機器人軟件系統設計概要
3.6.2機器人軟件系統總體設計
3.6.3機器人軟件系統開發工具簡介
3.6.4機器人軟件系統開發工具的分類
第4章智能車機器人本體設計
4.1智能車的底盤安裝設計
4.1.1智能車的底盤部分組成
4.1.2智能車的底盤安裝過程
4.1.3車輪部件的特點
4.2系統硬件組成及安裝說明
4.2.1直流電動機及驅動模塊的選型
4.2.2電源及穩壓模塊的選取
4.2.3主控模塊
4.2.4傳感器模塊
4.3智能車的機械臂設計
4.3.1機械臂材料選擇
4.3.2機械臂結構特征
4.4基于C語言的控制程序編寫實例
4.4.1智能車開環控制及程序設計
4.4.2智能車閉環控制及程序設計
4.4.3聲吶傳感器的控制程序設計
4.4.4紅外傳感控制程序
4.4.5火焰傳感控制程序
4.4.6電子羅盤控制程序
4.4.7智能車的機械臂控制實例
4.5智能車的車身結構設計
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智能車的整體機械結構
第5章機器人視覺系統
5.1機器人視覺簡介
5.1.1機器人視覺相關定義
5.1.2機器人視覺基本原理
5.1.3機器人視覺要求
5.1.4機器人視覺應用
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圖像處理技術
5.3.1圖像處理技術簡介
5.3.2圖像采集
5.3.3圖像格式轉換
5.3.4圖像處理軟件簡介
5.4濾波算法簡介
5.4.1常見的濾波方法
5.4.2濾波電路的分類
5.4.3智能車的復合濾波算法實驗研究實例
5.5基于攝像頭路徑識別的智能車控制系統設計
5.5.1硬件結構與方案設計
5.5.2控制策略
5.5.3電動機轉向控制及轉速調節
第6章機器人傳感器技術
6.1傳感器的作用
6.2傳感器的分類
6.3內部傳感器
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
6.3.5GPS
6.4外部傳感器
6.4.1接近開關
6.4.2光電開關
6.4.3紅外傳感器
6.4.4超聲波傳感器
6.5傳感器的檢測
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傳感器編程應用案例
6.8小結
第7章機器人系統仿真
7.1基于SolidWorks的智能車建模
7.1.1零部件的繪制方法
7.1.2底盤模塊的三維建模
7.1.3機械臂的建模
7.1.4智能車的虛擬裝配
7.2機器人仿真系統
7.2.1機器人仿真應用
7.2.2機器人仿真概念
7.3搭建機器人仿真模型
7.3.1ModelBuilder簡介
7.3.2導入機器人仿真模型
7.3.3構建機器人仿真模型
7.4機器人仿真
7.4.1SimulatorProject簡介
7.4.2拼裝機器人仿真模型
7.4.3構建機器人模型
7.5搭建機器人仿真環境
7.5.1LabVIEW簡介
7.5.2創建仿真場景模型
7.5.3創建仿真環境
7.6典型機器人仿真案例分析
7.7小結
第8章機器人系統開發
8.1myRIO簡介
8.2創建項目
8.2.1創建LabVIEW項目
8.2.2添加FPGA目標
8.3部署應用程序
8.3.1NImyRIO與LabVIEW
8.3.2NILabVIEWRIO架構簡介
8.3.3部署應用程序至實時控制器
8.4基于myRIO的視覺應用案例
8.4.1視覺小車的電氣系統規劃
8.4.2算法設計思想及流程
8.4.3圖像采集模塊
8.4.4圖像處置與闡述模塊
8.4.5視覺小車抓取過程
8.4.6LabVIEW嵌入式開發模塊技術要點
8.5小結
參考文獻 |
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