機(jī)器人控制技術(shù)與實(shí)踐

第1章 緒論1
1.1 機(jī)器人的概念和發(fā)展歷史1
1.1.1 機(jī)器人的概念1
1.1.2 機(jī)器人的發(fā)展歷史1
1.2 機(jī)器人的組成和分類(lèi)2
1.2.1 機(jī)器人的組成2
1.2.2 機(jī)器人的分類(lèi)3
1.3 機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)5
1.3.1 信息感知5
1.3.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)6
1.3.3 運(yùn)動(dòng)控制8
1.4 機(jī)器人的應(yīng)用8
1.4.1 工業(yè)機(jī)器人8
1.4.2 服務(wù)機(jī)器人10
1.4.3 水下機(jī)器人12
1.4.4 無(wú)人機(jī)13
1.4.5 空間機(jī)器人15
1.5 機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展16
1.5.1 軟體機(jī)器人16
1.5.2 感知與交互16
1.5.3 智能技術(shù)18
習(xí)題19
第2章 機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)20
2.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的主要參數(shù)20
2.2 機(jī)械臂23
2.2.1 機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)23
2.2.2 關(guān)節(jié)24
2.2.3 腕部的結(jié)構(gòu)25
2.2.4 手部結(jié)構(gòu)27
2.2.5 傳動(dòng)方式28
2.3 行走機(jī)構(gòu)33
2.3.1 足式33
2.3.2 輪式36
2.3.3 履帶式40
2.4 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例43
2.4.1 SolidWorks簡(jiǎn)介43
2.4.2 SolidWorks基礎(chǔ)知識(shí)44
2.4.3 制作零件49
2.4.4 組建裝配體51
2.4.5 生成工程圖52
2.5 3D打印54
2.5.1 3D打印概述54
2.5.2 3D打印步驟54
習(xí)題56
第3章 機(jī)器人電路設(shè)計(jì)58
3.1 機(jī)器人的電源系統(tǒng)58
3.1.1 機(jī)器人供電方式58
3.1.2 鋰電池59
3.1.3 直流穩(wěn)壓電路62
3.1.4 充電裝置63
3.2 機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)64
3.2.1 電動(dòng)機(jī)64
3.2.2 舵機(jī)66
3.2.3 PWM控制67
3.2.4 驅(qū)動(dòng)電路69
3.3 機(jī)器人常用電路接口72
3.3.1 A/D接口電路72
3.3.2 上拉和下拉電路74
3.3.3 OC/OD門(mén)電路76
3.4 機(jī)器人處理控制器77
3.4.1 單片機(jī)概述77
3.4.2 MCS-51系列單片機(jī)78
3.4.3 STM32系列單片機(jī)82
3.5 機(jī)器人中的串口通信87
3.5.1 串行通信和并行通信87
3.5.2 串行通信原理87
3.5.3 串行通信應(yīng)用90
習(xí)題91
第4章 機(jī)器人中的傳感器92
4.1 傳感器92
4.1.1 傳感器的概念92
4.1.2 傳感器的分類(lèi)93
4.1.3 傳感器的參數(shù)93
4.2 測(cè)距傳感器94
4.2.1 超聲波傳感器94
4.2.2 激光傳感器96
4.2.3 紅外傳感器100
4.3 灰度和顏色傳感器101
4.3.1 灰度傳感器102
4.3.2 顏色傳感器103
4.4 視覺(jué)傳感器105
4.5 慣性測(cè)量傳感器108
4.5.1 加速度傳感器109
4.5.2 陀螺儀110
4.5.3 磁傳感器111
4.5.4 慣性測(cè)量傳感器的應(yīng)用113
習(xí)題115
第5章 機(jī)器人控制系統(tǒng)116
5.1 機(jī)器人的PID控制116
5.1.1 PID運(yùn)動(dòng)控制116
5.1.2 智能PID參數(shù)整定120
5.2 機(jī)器人的上層控制124
5.2.1 機(jī)器人的路徑規(guī)劃124
5.2.2 足式機(jī)器人步態(tài)控制127
5.2.3 多機(jī)器人協(xié)作129
5.3 機(jī)器人控制的MATLAB仿真133
5.3.1 多關(guān)節(jié)機(jī)器人控制算法仿真133
5.3.2 路徑規(guī)劃算法仿真136
5.3.3 雙足機(jī)器人步態(tài)規(guī)劃算法仿真139
習(xí)題142
第6章 輪式巡線機(jī)器人的設(shè)計(jì)
與制作144
6.1 輪式巡線機(jī)器人144
6.2 硬件設(shè)計(jì)145
6.2.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)145
6.2.2 電路設(shè)計(jì)146
6.3 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境148
6.3.1 Keil MDK開(kāi)發(fā)環(huán)境的安裝149
6.3.2 下載及調(diào)試軟件152
6.4 STM32的I/O端口的應(yīng)用153
6.4.1 I/O端口的配置及使用153
6.4.2 PWM波產(chǎn)生155
6.4.3 舵機(jī)和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)157
6.4.4 傳感器數(shù)據(jù)采集160
6.5 系統(tǒng)整體調(diào)試163
6.5.1 直行糾偏調(diào)試163
6.5.2 左轉(zhuǎn)調(diào)試164
6.5.3 右轉(zhuǎn)調(diào)試165
習(xí)題166
第7章 仿人競(jìng)速機(jī)器人的設(shè)計(jì)
與制作167
7.1 仿人競(jìng)速機(jī)器人概述167
7.2 仿人競(jìng)速機(jī)器人的硬件設(shè)計(jì)168
7.2.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)168
7.2.2 控制電路設(shè)計(jì)170
7.3 仿人競(jìng)速機(jī)器人的程序控制設(shè)計(jì)172
7.4 仿人競(jìng)速機(jī)器人的步態(tài)規(guī)劃174
7.4.1 步態(tài)規(guī)劃的方法175
7.4.2 步態(tài)規(guī)劃的方式175
7.4.3 步態(tài)穩(wěn)定性分析176
7.4.4 步行周期與軌跡規(guī)劃178
7.5 系統(tǒng)整體調(diào)試181
習(xí)題185