輪式自主移動(dòng)機(jī)器人

內(nèi)容概要

　　本書(shū)圍繞機(jī)器人將從為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)擴(kuò)展到人們的日常生活領(lǐng)域所面臨的技術(shù)課題，介紹輪式移動(dòng)機(jī)器人自主控制的關(guān)鍵技術(shù)、理論方法和應(yīng)用，提出機(jī)器人各功能模塊的技術(shù)和實(shí)現(xiàn)方法，并介紹移動(dòng)機(jī)器入學(xué)的各個(gè)方面，包括硬件設(shè)計(jì)、輪子設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、傳感器、感知、定位、導(dǎo)航，以及機(jī)器人圖形化編程控制系統(tǒng)。本書(shū)總結(jié)作者幾年來(lái)在機(jī)器人方面的科研和教學(xué)工作，較系統(tǒng)地把輪式自主移動(dòng)機(jī)器人所涉及的關(guān)鍵技術(shù)集合成一個(gè)整體，既適合各高等院校自動(dòng)化、機(jī)器人學(xué)等專業(yè)的本科生，也適合從事移動(dòng)機(jī)器人和服務(wù)機(jī)器人的研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的科技人員參考。

書(shū)籍目錄

第1章　緒論
　1.1　什么是輪式移動(dòng)機(jī)器人
　1.2　輪式移動(dòng)機(jī)器人的種類(lèi)
　1.3　輪式移動(dòng)機(jī)器人的用途
　1.4　輪式移動(dòng)機(jī)器人的研究?jī)?nèi)容
　參考文獻(xiàn)
第2章　輪式移動(dòng)機(jī)器人的構(gòu)造和特征
　2.1　輪式移動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(shè)計(jì)實(shí)例研究
　　2.3.1　雙輪差速移動(dòng)機(jī)器人
　　2.3.2　全方位輪式移動(dòng)機(jī)器人
　參考文獻(xiàn)
第3章　輪式移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制
　3.1　運(yùn)動(dòng)學(xué)建模
　　3.1.1　機(jī)器人坐標(biāo)系
　　3.1.2　雙輪差速移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
　　3.1.3　全方位移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
　3.2　動(dòng)力學(xué)建模
　　3.2.1　雙輪差速移動(dòng)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型
　　3.2.2　全方位移動(dòng)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型
　3.3　硬件驅(qū)動(dòng)裝置
……
第4章　機(jī)械人的感知與環(huán)境識(shí)別
第5章　移動(dòng)機(jī)器人的定位、導(dǎo)航與規(guī)劃
第6章　機(jī)器人的編程與仿真
第7章　輪式移動(dòng)機(jī)器人應(yīng)用實(shí)例
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   4.1 輪式移動(dòng)機(jī)器人內(nèi)傳感器 4.1.1 位置角度傳感器 1）設(shè)定位置和設(shè)定角度的檢測(cè) 設(shè)定位置和設(shè)定角度的檢測(cè)主要用于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)的零位和極限位置的檢測(cè)。零位是機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)開(kāi)始時(shí)的位置，零位檢測(cè)精度直接影響機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的精確度。極限位置是指機(jī)器人關(guān)節(jié)動(dòng)作范圍的起止點(diǎn)，所以極限位置的檢測(cè)起著保護(hù)機(jī)器人和安全動(dòng)作的重要作用。 最常用的位置傳感器是微動(dòng)行程開(kāi)關(guān)，它由微型開(kāi)關(guān)、操作機(jī)構(gòu)（撞頭或推桿）組成。它安裝在動(dòng)作范圍兩端的極限位置上，當(dāng)裝在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)部件上的擋塊移動(dòng)到某一極限位置時(shí)，觸動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的撞頭或推桿，使微型開(kāi)關(guān)的觸頭閉合或斷開(kāi)，即可獲得位置的電信號(hào)。微動(dòng)行程開(kāi)關(guān)是一種既簡(jiǎn)單又可靠的檢測(cè)傳感器。也可以用非接觸型的光電開(kāi)關(guān)作位置傳感器，其工作原理與微動(dòng)行程開(kāi)關(guān)相同，區(qū)別在于它是利用光敏斷流器來(lái)代替微型開(kāi)關(guān)的。把發(fā)光二極管和光敏三極管在相對(duì)方向中間隔開(kāi)一段距離安裝，當(dāng)裝有擋塊的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)部件從中間穿過(guò)時(shí)，發(fā)光管的光線被隔斷，從而使光敏管感受到電信號(hào)，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(shí)現(xiàn)非接觸的接近開(kāi)關(guān)，從而構(gòu)成位置傳感器。實(shí)際工作中可以從價(jià)格成本、安裝尺寸、測(cè)量精度、工作環(huán)境條件等各方面因素來(lái)進(jìn)行選擇。 2）位移和角度的測(cè)量 位移傳感器一般都安裝在機(jī)器人的關(guān)節(jié)上，用來(lái)檢測(cè)機(jī)器人各關(guān)節(jié)的位移量。作為機(jī)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(dòng)關(guān)節(jié)用線位移傳感器，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角用角位移傳感器來(lái)測(cè)量，前者有直線電位計(jì)和容柵式位移傳感器等，后者有旋轉(zhuǎn)電位計(jì)、旋轉(zhuǎn)變壓器、光電編碼器等。一般來(lái)說(shuō)，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(guò)機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將所需測(cè)量的直線運(yùn)動(dòng)位移變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)位移后，用角位移傳感器進(jìn)行測(cè)量。 從測(cè)量的方法看，一種是模擬式，即將要測(cè)的位移量變換成模擬量（電流、電壓、電阻等）進(jìn)行測(cè)量。這種檢測(cè)所用元件的成本較低，使用條件不嚴(yán)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(gè)脈沖與單位位移相對(duì)應(yīng)，檢測(cè)元件輸出脈沖數(shù)的數(shù)字量。這樣易與計(jì)算機(jī)相連接，可存儲(chǔ)、運(yùn)算和控制，但制造安裝的精度較高。

編輯推薦

《輪式自主移動(dòng)機(jī)器人》是作者近年來(lái)從事輪式移動(dòng)機(jī)器人研究和教學(xué)取得成果的總結(jié)并參考和引用了國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)和研究成果基礎(chǔ)上編著而成的，具有較好的基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性和實(shí)用性，可作為本科生高年級(jí)學(xué)生和研究生教材，也適合從事輪式移動(dòng)機(jī)器人研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的科技人員學(xué)習(xí)參考。

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