機器人系統設計及其應用技術, 2/e

 

 

 

目錄

 

 

配套資源

 

 

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方法

 

2．3．3多傳感器的分佈格局

 

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1

 

3．3．7機器人實際驅動電機選型案例2

 

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機器人軟件系統設計

 

3．6．1軟件系統設計概要

 

3．6．2軟件系統總體設計

 

3．6．3軟件系統開發工具介紹

 

3．6．4軟件開發工具的分類

 

3．6．5SolidWorks軟件簡介

 

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系統硬件組成及安裝說明

 

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傳感器模塊

 

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超聲波傳感器的控製程序設計

 

4．4．4紅外傳感控制部分

 

4．4．5火焰傳感器控制部分

 

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圖像處理軟件簡介

 

5．3．5圖像處理技術的研究內容

 

5．4濾波算法概述

 

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智能機器人復合濾波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硬件結構與方案設計

 

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

 

6．3．6路徑規劃

 

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

 

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

 

8．1．1SolidWorks系統安裝

 

8．1．2零部件的繪制方法

 

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

 

8．2ADAMS模擬軟件介紹

 

8．2．1ADAMS模塊組成及特點

 

8．2．2在ADAMS軟件中建模、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

 

8．4．1Model 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

 

8．5．1Simulator 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

 

8．6．1LabVIEW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

 

9．1myRIO簡介

 

9．1．1LabVIEW的工作原理

 

9．1．2LabVIEW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

 

9．3．1NI myRIO與LabVIEW

 

9．3．2NI 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

 

9．4．6LabVIEW嵌入式開發模塊的技術要點

 

9．5小結

 

思考題

 

參考文獻