自主移動(dòng)機(jī)器人設(shè)計(jì)與制作

前言

人類的一切技術(shù)活動(dòng)都圍繞著一個(gè)目的而展開(kāi)：將人類從現(xiàn)有的各種事務(wù)中解脫出來(lái)，去開(kāi)辟新的領(lǐng)域。當(dāng)人類將足跡逐步邁向地球之外時(shí)，人類一個(gè)久遠(yuǎn)的夢(mèng)想也在逐步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)：用人類制造的一個(gè)新的“人類”——機(jī)器人來(lái)代替人類所有的活動(dòng)。盡管這個(gè)夢(mèng)想同時(shí)令許多人感到擔(dān)心，但人類依然在將這個(gè)夢(mèng)想一步步推向現(xiàn)實(shí)。2007年，世界最大的電腦企業(yè)之一的總裁比爾·蓋茨花了半年的時(shí)間撰寫(xiě)了一篇不足4000字的文章，展望機(jī)器人技術(shù)的未來(lái)。文中預(yù)言：到2030年，每一個(gè)家庭將會(huì)擁有一臺(tái)機(jī)器人，就如同今天每個(gè)家庭都擁有一臺(tái)計(jì)算機(jī)一樣。依據(jù)目前的技術(shù)現(xiàn)狀和科技發(fā)展的速度，我們完全有理由相信這個(gè)到目前為止還令人神往的預(yù)言。事實(shí)上，盡管要制造出科幻電影里那些高智能的機(jī)器人還有很遠(yuǎn)的路要走，但到目前為止，人類已經(jīng)生產(chǎn)出很多出色的機(jī)器人，我們現(xiàn)在就可以買到。甚至有人推出了“2007年最值得擁有的10款超級(jí)家用機(jī)器人”的清單，其領(lǐng)域包括人類娛樂(lè)、教育、體育、衛(wèi)生等日常生活的各個(gè)方面?？梢韵胍?jiàn)在20年以后，諸如此類的機(jī)器人可能在超市就可以購(gòu)買。盡管機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)逐步開(kāi)始滲透到人類生活的各個(gè)層面，但是機(jī)器人技術(shù)的研究及其應(yīng)用還處于蓬勃發(fā)展的預(yù)備期。比爾·蓋茨指出：“我們站在時(shí)代的節(jié)點(diǎn)：一個(gè)嶄新的產(chǎn)業(yè)即將崛起。若干開(kāi)創(chuàng)性的新技術(shù)為這個(gè)產(chǎn)業(yè)的崛起奠定了基礎(chǔ)；幾家口碑頗佳的企業(yè)提供了極為專業(yè)的商品；一大批新公司迅速壯大，致力于制造新式玩具、為發(fā)燒友提供配件，還出售其他各種有趣的產(chǎn)品。然而，它也是一個(gè)高度分散、各自為政的行業(yè)，幾乎沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)或平臺(tái)。這個(gè)行業(yè)的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目復(fù)雜、進(jìn)展緩慢，可投入實(shí)際應(yīng)用的成果寥若晨星?！爆F(xiàn)今，機(jī)器人行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)與30年前電腦行業(yè)遇到的問(wèn)題如出一轍：機(jī)器人制造公司沒(méi)有統(tǒng)一的操作系統(tǒng)軟件，流行的應(yīng)用程序很難在五花八門(mén)的裝置上運(yùn)行。機(jī)器人硬件的標(biāo)準(zhǔn)化工作也未開(kāi)始，在一臺(tái)機(jī)器人上使用的編程代碼，幾乎不可能在另一臺(tái)機(jī)器上發(fā)揮作用。

內(nèi)容概要

　　《自主移動(dòng)機(jī)器人設(shè)計(jì)與制作》系統(tǒng)而細(xì)致地介紹了自主移動(dòng)機(jī)器人的基本理念、功能結(jié)構(gòu)、硬件結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)描述了各分系統(tǒng)功能及其實(shí)現(xiàn)的具體方法，是一本機(jī)器人設(shè)計(jì)與制作的入門(mén)類書(shū)籍。《自主移動(dòng)機(jī)器人設(shè)計(jì)與制作》在內(nèi)容上注重工程實(shí)踐與基本技術(shù)，目的是希望讀者學(xué)習(xí)《自主移動(dòng)機(jī)器人設(shè)計(jì)與制作》后，對(duì)于機(jī)器人技術(shù)有初步和較全面的了解，并可以借助《自主移動(dòng)機(jī)器人設(shè)計(jì)與制作》，完成一臺(tái)自主移動(dòng)機(jī)器人的設(shè)計(jì)與制作。

書(shū)籍目錄

第1章  破解機(jī)器人1.1  到賽場(chǎng)看看機(jī)器人長(zhǎng)什么樣1.1.1  RoboCup中型組機(jī)器人1.1.2  RoboCup小型組機(jī)器人與FIRA微機(jī)器人1.1.3  人形機(jī)器人及其舵機(jī)1.1.4  其他機(jī)器人1.2  把機(jī)器人大卸八塊1.2.1  先說(shuō)說(shuō)SHAKEY機(jī)器人1.2.2  機(jī)器人的功能結(jié)構(gòu)1.2.3  機(jī)器人的硬件結(jié)構(gòu)1.3  機(jī)器人并不神秘第2章  先得有個(gè)身體——機(jī)器人總體與機(jī)械設(shè)計(jì)2.1  機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)2.1.1  機(jī)器人總體設(shè)計(jì)方案2.1.2  機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)2.2  先用輪子當(dāng)足吧!2.2.1  機(jī)器人的行走系統(tǒng)2.2.2  全向輪介紹2.2.3  行走機(jī)構(gòu)的布置方式2.2.4  兩輪機(jī)器人2.2.5  三輪機(jī)器人2.2.6  四輪機(jī)器人2.3  其實(shí)手和足是一樣的2.3.1  帶球機(jī)構(gòu)2.3.2  彈射機(jī)構(gòu)2.3.3  機(jī)械臂第3章  指揮部——機(jī)器人的大腦3.1  計(jì)算機(jī)——機(jī)器人的大腦3.1.1  機(jī)器人的“神經(jīng)通路”——計(jì)算機(jī)接口3.1.2  計(jì)算機(jī)的輸入信息3.1.3  實(shí)現(xiàn)機(jī)器人“智能”——計(jì)算機(jī)程序3.1.4  計(jì)算機(jī)的輸出3.2  圖像處理程序3.2.1  圖像采集模塊3.2.2  圖像分割3.2.3  目標(biāo)識(shí)別3.3  決策和控制程序3.3.1  決策程序3.3.2  UDP通信程序3.3.3  運(yùn)動(dòng)控制程序3.3.4  RS一232串口通信程序第4章  我在哪兒?周圍有什么?——機(jī)器人的傳感器4.1  是“看見(jiàn)”不是看見(jiàn)4.2  機(jī)器人常用的傳感器4.2.1  攝像頭4.2.2  超聲波傳感器4.2.3  紅外傳感器4.2.4  微機(jī)械陀螺儀4.2.5  微機(jī)械加速度計(jì)4.2.6  GPS定位4.3  還有許多傳感器呢4.4  傳感器的性能指標(biāo)4.5  傳感器信號(hào)的轉(zhuǎn)換第5章  移形換位——機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制..5.1  先搞清楚“我要干什么”5.2  讓指揮信號(hào)從“頭”達(dá)到“足”——運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)方案5.3  驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)5.3.1  直流電機(jī)是如何旋轉(zhuǎn)的?5.3.2  驅(qū)動(dòng)電路該完成什么功能?5.3.3  驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)原則5.3.4  功能模塊1——H橋驅(qū)動(dòng)5.3.5  功能模塊2——電路控制5.3.6  功能模塊3——過(guò)流保護(hù)5.3.7  驅(qū)動(dòng)電路器件選擇5.4  控制電路設(shè)計(jì)5.4.1  控制電路總體設(shè)計(jì)5.4.2  功能模塊1——鑒相模塊5.4.3  功能模塊2——測(cè)速模塊5.4.4  控制電路器件選擇5.5  控制程序設(shè)計(jì)5.5.1  軟件設(shè)計(jì)的基本要求5.5.2  編程語(yǔ)言的選擇5.5.3  PID控制算法5.5.4  系統(tǒng)測(cè)試程序設(shè)計(jì)第6章  伙伴們，聯(lián)合起來(lái)——多智能體機(jī)器人6.1  智能體與多智能體6.1.1  智能體(agent)6.1.2  多智能體系統(tǒng)(MAS)6.1.3  MAS與機(jī)器人6.2  多智能體的通信6.2.1  無(wú)線局域網(wǎng)內(nèi)的機(jī)器人通信6.2.2  利用無(wú)線電通信模塊的機(jī)器人通信6.3  多智能體決策6.3.1  集中式控制模式的決策6.3.2  分布式控制模式的決策第7章  一個(gè)完整的自主移動(dòng)機(jī)器人示例7.1  機(jī)械系統(tǒng)的裝配7.1.1  輪系的裝配7.1.2  下層本體的安裝7.1.3  上層本體的安裝7.1.4  機(jī)器人的本體7.2  電路部分裝配7.2.1  控制板7.2.2  CPLD執(zhí)行板7.2.3  驅(qū)動(dòng)板7.2.4  電路底板7.2.5  電路整體安裝7.3  系統(tǒng)軟件的構(gòu)成7.3.1  場(chǎng)外教練程序7.3.2  圖像處理程序7.3.3  決策控制程序第8章  你需要準(zhǔn)備的工具8.1  Visual C++編程語(yǔ)言8.2  AutoCAD軟件8.3  Protel軟件8.4  Multisim軟件8.5  Keil C51軟件主要參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

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編輯推薦

《自主移動(dòng)機(jī)器人設(shè)計(jì)與制作》適合作為大學(xué)本科學(xué)生機(jī)器人課程的教材，也可作為大學(xué)本科生與研究生機(jī)器人技術(shù)研究的參考書(shū)，同時(shí)也適合實(shí)踐條件較好且有一定基礎(chǔ)的高中生使用。

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