機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)意設(shè)計(jì)

作者簡(jiǎn)介

趙小川博士，中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員·國(guó)際期刊ROBOTICA（Cambridge University Press）審稿人·中文權(quán)威核心期刊《計(jì)算機(jī)工程》、《計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究》專家審稿人·研究方向：數(shù)字圖像處理，機(jī)器人技術(shù)。以第一作者發(fā)表論文26篇，其中被SCI/EI檢索15篇，獲國(guó)家發(fā)明專利3項(xiàng)，實(shí)用新型專利2項(xiàng)，撰寫專著3部。

書籍目錄

第1章  認(rèn)識(shí)“機(jī)器人”  1.1  從“變形金剛”說起  1.2  機(jī)器人的發(fā)展歷程  1.3  機(jī)器人與機(jī)器人技術(shù)  1.4  機(jī)器人的組成  1.5  現(xiàn)代機(jī)器人技術(shù)的研發(fā)流程  1.6  現(xiàn)代機(jī)器人設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)    1.6.1  機(jī)器人機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)    1.6.2  機(jī)器人動(dòng)力學(xué)分析    1.6.3  機(jī)器人虛擬樣機(jī)技術(shù)    1.6.4  機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)    1.6.5  機(jī)器人傳感器與信息融合技術(shù)  1.7  機(jī)器人技術(shù)常用術(shù)語  1.8  機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域  1.9  世界先進(jìn)機(jī)器人賞析  1.10  機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)第2章  仿螞蟻機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及其三維造型實(shí)現(xiàn)  2.1  Bill-Ant仿螞蟻機(jī)器人概述  2.2  三維造型軟件介紹  2.3  機(jī)器人腿部零部件三維造型  2.4  機(jī)器人腿部的裝配  2.5  機(jī)器人身體結(jié)構(gòu)的三維建模  2.6  機(jī)器人整體裝配  2.7  生成工程圖  2.8  對(duì)Bill-Ant機(jī)器人的改進(jìn)第3章  仿象鼻機(jī)器人造型及其運(yùn)動(dòng)仿真  3.1  連續(xù)體機(jī)器人及其應(yīng)用  3.2  仿象鼻機(jī)器人概述  3.3  造型與仿真軟件簡(jiǎn)介    3.3.1  SolidWorks軟件    3.3.2  ADAMS軟件  3.4  仿象鼻機(jī)器人三維模型的建立    3.4.1  十字軸萬向聯(lián)軸器的選擇與強(qiáng)度校核    3.4.2  仿象鼻機(jī)器人整體建模  3.5  基于ADAMS的仿象鼻機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真    3.5.1  導(dǎo)入三維造型    3.5.2  ADAMS中的仿真設(shè)置    3.5.3  模型仿真算例第4章  六足爬行機(jī)器人避障控制技術(shù)  4.1  六足爬行機(jī)器人簡(jiǎn)介  4.2  六足爬行機(jī)器人運(yùn)動(dòng)分析  4.3  控制系統(tǒng)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    4.3.1  驅(qū)動(dòng)舵機(jī)    4.3.2  主控制器    4.3.3  電源模塊設(shè)計(jì)    4.3.4  基于Proteus軟件的控制系統(tǒng)仿真  4.4  障礙物探測(cè)傳感器  4.5  控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)第5章  偵察機(jī)器人導(dǎo)航定位技術(shù)  5.1  導(dǎo)航系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    5.1.1  GPS接收板卡的選擇及其性能測(cè)試    5.1.2  信號(hào)處理器芯片的選擇及外圍電路設(shè)計(jì)    5.1.3  GPS信號(hào)接收天線    5.1.4  硬件電路、接口設(shè)計(jì)及其性能測(cè)試  5.2  導(dǎo)航系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    5.2.1  GPS定位數(shù)據(jù)采集    5.2.2  數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換  5.2.3  實(shí)時(shí)航跡修正第6章  特種機(jī)器人超聲波測(cè)距系統(tǒng)  6.1  傳統(tǒng)超聲波傳感器的原理及其應(yīng)用  6.2  偽隨機(jī)序列及其自相關(guān)函數(shù)  6.3  新型超聲波測(cè)距系統(tǒng)的測(cè)距原理    6.3.1  渡越時(shí)間的測(cè)定    6.3.2  超聲波傳播速度的實(shí)時(shí)測(cè)量    6.3.3  信息融合模塊  6.4  新型超聲波測(cè)距系統(tǒng)的硬件電路    6.4.1  超聲波測(cè)距系統(tǒng)主控板的設(shè)計(jì)    6.4.2  發(fā)射電路    6.4.3  接收電路    6.4.4  數(shù)據(jù)采集電路  6.5  新型超聲波測(cè)距系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)    6.5.1  軟件設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)    6.5.2  DSP的初始化程序設(shè)計(jì)    6.5.3  DSP定時(shí)器的設(shè)置    6.5.4  DSP數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)    6.5.5  偽隨機(jī)序列的產(chǎn)生與相關(guān)運(yùn)算  6.6  測(cè)距誤差補(bǔ)償  6.7  原理樣機(jī)及其性能測(cè)試    6.7.1  DSP控制板的調(diào)試    6.7.2  DSP采集模塊的調(diào)試    6.7.3  外圍測(cè)距電路的調(diào)試第7章  警用機(jī)器人視覺系統(tǒng)及目標(biāo)跟蹤技術(shù)  7.1  機(jī)器人視覺概述  7.2  機(jī)器人視覺系統(tǒng)的基本原理  7.3  警用機(jī)器人  7.4  警用機(jī)器人視覺系統(tǒng)  7.5  目標(biāo)跟蹤算法及其實(shí)現(xiàn)    7.5.1  算法的整體流程    7.5.2  混合高斯背景建模    7.5.3  形態(tài)學(xué)處理    7.5.4  基于Mean Shift的目標(biāo)跟蹤    7.5.5  卡爾曼濾波器預(yù)測(cè)Mean Shift起始點(diǎn)    7.5.6  算法的程序?qū)崿F(xiàn)與優(yōu)化第8章  移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃技術(shù)及其Mobotsim仿真  8.1  什么是機(jī)器人路徑規(guī)劃技術(shù)  8.2  機(jī)器人路徑規(guī)劃方法概述    8.2.1  自由空間法    8.2.2  圖搜索法    8.2.3  柵格法    8.2.4  基于遺傳算法的路徑規(guī)劃    8.2.5  人工勢(shì)場(chǎng)法    8.2.6  基于模糊邏輯的路徑規(guī)劃  8.3  模糊邏輯及其實(shí)現(xiàn)流程  8.4  基于模糊邏輯的移動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)及其Mobotsim仿真    8.4.1  Mobotsim仿真軟件介紹    8.4.2  基于模糊邏輯的路徑規(guī)劃在Mobotsim仿真軟件中的實(shí)現(xiàn)第9章  四旋翼無人飛行機(jī)器人  9.1  四旋翼飛行器簡(jiǎn)介  9.2  四旋翼飛行器工作原理  9.3  四旋翼飛行器的機(jī)身設(shè)計(jì)  9.4  四旋翼飛行器的控制系統(tǒng)    9.4.1  四旋翼飛行器系統(tǒng)總體架構(gòu)    9.4.2  四旋翼飛行器系統(tǒng)硬件選擇    9.4.3  四旋翼飛行器動(dòng)力控制系統(tǒng)PwM脈沖寬度調(diào)制    9.4.4  四旋翼飛行器核心控制模塊    9.4.5  四旋翼飛行器數(shù)學(xué)模型    9.4.6  數(shù)字PID控制算法及仿真    9.4.7  控制系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)  9.5  機(jī)載偵察傳感器選型    9.5.1  可見光傳感器模型    9.5.2  分辨率模型    9.5.3  綜合分析  9.6    四旋翼無人飛行器航拍圖像拼接技術(shù)第10章  仿生機(jī)器魚  10.1  仿生機(jī)器魚的優(yōu)點(diǎn)  10.2  游動(dòng)機(jī)理及沉浮實(shí)現(xiàn)方法探討  10.3  機(jī)器魚的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)    10.3.1  擺動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)    10.3.2  尾部彈性機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)    10.3.3  轉(zhuǎn)彎設(shè)計(jì)    10.3.4  沉浮機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)    10.3.5  骨架及密封設(shè)計(jì)  10.4  機(jī)器魚控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)    10.4.1  電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)    10.4.2  信號(hào)采集與處理模塊    10.4.3  自動(dòng)避障模塊    10.4.4  電源模塊設(shè)計(jì)  10.5  機(jī)器魚控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)  10.6  遙控部分及控制界面設(shè)計(jì)    10.6.1  遙控硬件電路及其實(shí)現(xiàn)    10.6.2  串口通信儀    10.6.3  控制界面及下位機(jī)程序第11章  仿生多足機(jī)器人設(shè)計(jì)  11.1  典型昆蟲觀測(cè)實(shí)驗(yàn)與分析    11.1.1  實(shí)驗(yàn)器材與實(shí)驗(yàn)步驟    11.1.2  弓背蟻平面行進(jìn)時(shí)的上運(yùn)動(dòng)規(guī)律    11.1.3  弓背蟻攀越障礙時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律  11.2  仿生六足機(jī)器人的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)    11.2.1  仿生六足機(jī)器人機(jī)構(gòu)模型    11.2.2  仿生六足機(jī)器人本體設(shè)計(jì)    11.2.3  仿生六足機(jī)器人腿部設(shè)計(jì)  11.3  仿生六足機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃    11.3.1  仿生六足機(jī)器人步態(tài)規(guī)劃    11.3.2  仿生六足機(jī)器人越障運(yùn)動(dòng)規(guī)劃  11.4  控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)    11.4.1  仿生六足機(jī)器人控制系統(tǒng)構(gòu)架    11.4.2  仿生六足機(jī)器人控制系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)    11.4.3  基于CAN總線的實(shí)時(shí)通信方案    11.4.4  關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)    11.4.5  關(guān)節(jié)伺服系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)    11.4.6  仿生六足機(jī)器人控制算法設(shè)計(jì)  11.5  足端壓力傳感器設(shè)計(jì)及其信息處理    11.5.1  基于FSR的多足式機(jī)器人足端壓力傳感器設(shè)計(jì)    11.5.2  基于小波變換的信號(hào)濾波研究  11.6  “落足反射”式仿生六足機(jī)器人足端軌跡規(guī)劃策略及其實(shí)現(xiàn)    11.6.1  膝跳反射   11.6.2  “落足反射”式足端軌跡規(guī)劃策略    11.6.3  軌跡規(guī)劃策略在仿生六足機(jī)器人上的實(shí)現(xiàn)第12章  機(jī)器人DIY  12.1  基于Webots仿真軟件的機(jī)器人設(shè)計(jì)    12.1.1  Webots軟件介紹    12.1.2  基于Webots仿真軟件的智能爬行機(jī)器人設(shè)計(jì)    12.1.3  基于Webots仿真軟件的“先鋒”機(jī)器人設(shè)計(jì)  12.2  “機(jī)器人科創(chuàng)”經(jīng)驗(yàn)大家談    12.2.1  活學(xué)活用，樂在其中    12.2.2  激情飛揚(yáng)，一路成長(zhǎng)    12.2.3  從挑戰(zhàn)杯出發(fā)一一機(jī)器人科創(chuàng)拾遺    12.2.4  改變與超越附錄1  仿螞蟻機(jī)器人主要部件工程圖附錄2  六足爬行機(jī)器人避障控制程序附錄3  Binary協(xié)議的ID#20信息塊附錄4  GPS定位數(shù)據(jù)采集與提取程序附錄5  pioneer2機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制程序參考文獻(xiàn)

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趙小川編著的《機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)意設(shè)計(jì)》以“需求分析—理論推導(dǎo)—技術(shù)實(shí)現(xiàn)—應(yīng)用實(shí)例—前沿展望—?jiǎng)?chuàng)意點(diǎn)睛”為主線，層層遞進(jìn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人技術(shù)的“入門、提高、精通、應(yīng)用、創(chuàng)新”。    本書根據(jù)作者近些年來從事機(jī)器人技術(shù)的教學(xué)、科研經(jīng)驗(yàn)，介紹了十余類機(jī)器人的設(shè)計(jì)制作過程，涉及柔性機(jī)器人、爬行機(jī)器人、飛行機(jī)器人、水下機(jī)器人和仿生機(jī)器人，并且對(duì)每款機(jī)器人創(chuàng)意點(diǎn)進(jìn)行了點(diǎn)睛。    本書不僅詳細(xì)分析了機(jī)器人技術(shù)的基礎(chǔ)理論，而且更加注重其實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用，使讀者能夠體會(huì)到活學(xué)活用的樂趣；本書還介紹了幾款典型的機(jī)器人仿真軟件，使讀者可以在計(jì)算機(jī)上按照自己的創(chuàng)意，設(shè)計(jì)出自己的機(jī)器人虛擬樣機(jī)。值得一提的是本書是國(guó)內(nèi)首本介紹機(jī)器人設(shè)計(jì)仿真一體化專用軟件Webots的書籍。

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