輪式自主移動機器人

內(nèi)容概要

　　本書圍繞機器人將從為工業(yè)生產(chǎn)服務擴展到人們的日常生活領域所面臨的技術課題，介紹輪式移動機器人自主控制的關鍵技術、理論方法和應用，提出機器人各功能模塊的技術和實現(xiàn)方法，并介紹移動機器入學的各個方面，包括硬件設計、輪子設計、運動學分析、傳感器、感知、定位、導航，以及機器人圖形化編程控制系統(tǒng)。本書總結(jié)作者幾年來在機器人方面的科研和教學工作，較系統(tǒng)地把輪式自主移動機器人所涉及的關鍵技術集合成一個整體，既適合各高等院校自動化、機器人學等專業(yè)的本科生，也適合從事移動機器人和服務機器人的研究、開發(fā)和應用的科技人員參考。

書籍目錄

第1章　緒論
　1.1　什么是輪式移動機器人
　1.2　輪式移動機器人的種類
　1.3　輪式移動機器人的用途
　1.4　輪式移動機器人的研究內(nèi)容
　參考文獻
第2章　輪式移動機器人的構(gòu)造和特征
　2.1　輪式移動機器人的構(gòu)成
　　2.1.1　構(gòu)成要素
　　2.1.2　基本構(gòu)型
　2.2　典型的輪式移動機器人結(jié)構(gòu)
　　2.2.1　傳統(tǒng)輪
　　2.2.2　全方位輪
　　2.2.3　近期新概念輪
　2.3　輪子設計實例研究
　　2.3.1　雙輪差速移動機器人
　　2.3.2　全方位輪式移動機器人
　參考文獻
第3章　輪式移動機器人的運動控制
　3.1　運動學建模
　　3.1.1　機器人坐標系
　　3.1.2　雙輪差速移動機器人運動學模型
　　3.1.3　全方位移動機器人運動學模型
　3.2　動力學建模
　　3.2.1　雙輪差速移動機器人動力學模型
　　3.2.2　全方位移動機器人動力學模型
　3.3　硬件驅(qū)動裝置
……
第4章　機械人的感知與環(huán)境識別
第5章　移動機器人的定位、導航與規(guī)劃
第6章　機器人的編程與仿真
第7章　輪式移動機器人應用實例
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   4.1 輪式移動機器人內(nèi)傳感器 4.1.1 位置角度傳感器 1）設定位置和設定角度的檢測 設定位置和設定角度的檢測主要用于機器人運動關節(jié)的零位和極限位置的檢測。零位是機器人關節(jié)運動開始時的位置，零位檢測精度直接影響機器人運動的精確度。極限位置是指機器人關節(jié)動作范圍的起止點，所以極限位置的檢測起著保護機器人和安全動作的重要作用。 最常用的位置傳感器是微動行程開關，它由微型開關、操作機構(gòu)（撞頭或推桿）組成。它安裝在動作范圍兩端的極限位置上，當裝在機器人運動部件上的擋塊移動到某一極限位置時，觸動操作機構(gòu)的撞頭或推桿，使微型開關的觸頭閉合或斷開，即可獲得位置的電信號。微動行程開關是一種既簡單又可靠的檢測傳感器。也可以用非接觸型的光電開關作位置傳感器，其工作原理與微動行程開關相同，區(qū)別在于它是利用光敏斷流器來代替微型開關的。把發(fā)光二極管和光敏三極管在相對方向中間隔開一段距離安裝，當裝有擋塊的機器人運動部件從中間穿過時，發(fā)光管的光線被隔斷，從而使光敏管感受到電信號，如圖4—1—1所示。 除此之外還有很多其他原理的傳感器，例如電感式、電容式、磁電式、霍爾器件等也都能實現(xiàn)非接觸的接近開關，從而構(gòu)成位置傳感器。實際工作中可以從價格成本、安裝尺寸、測量精度、工作環(huán)境條件等各方面因素來進行選擇。 2）位移和角度的測量 位移傳感器一般都安裝在機器人的關節(jié)上，用來檢測機器人各關節(jié)的位移量。作為機器人的位姿信息，它分為直線位移和轉(zhuǎn)角位移兩種，一般直線移動關節(jié)用線位移傳感器，旋轉(zhuǎn)關節(jié)轉(zhuǎn)角用角位移傳感器來測量，前者有直線電位計和容柵式位移傳感器等，后者有旋轉(zhuǎn)電位計、旋轉(zhuǎn)變壓器、光電編碼器等。一般來說，角位移傳感器比線位移傳感器的體積小，安裝方便，所以也可以通過機械運動轉(zhuǎn)換機構(gòu)將所需測量的直線運動位移變?yōu)樾D(zhuǎn)運動位移后，用角位移傳感器進行測量。 從測量的方法看，一種是模擬式，即將要測的位移量變換成模擬量（電流、電壓、電阻等）進行測量。這種檢測所用元件的成本較低，使用條件不嚴格，像電位器等；另一種是數(shù)字式，即將位移量變換成脈沖，每個脈沖與單位位移相對應，檢測元件輸出脈沖數(shù)的數(shù)字量。這樣易與計算機相連接，可存儲、運算和控制，但制造安裝的精度較高。

編輯推薦

《輪式自主移動機器人》是作者近年來從事輪式移動機器人研究和教學取得成果的總結(jié)并參考和引用了國內(nèi)外相關文獻和研究成果基礎上編著而成的，具有較好的基礎性、系統(tǒng)性和實用性，可作為本科生高年級學生和研究生教材，也適合從事輪式移動機器人研究、開發(fā)和應用的科技人員學習參考。

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