移動機器人原理與設計

書籍內容

全書由9章組成，分別介紹機器人的概述，移動機器人的運動機構，移動機器人的運動學原理，“創意之星”機器人的開發環境，移動機器人的驅動技術，幾種常用的感測器、不確定性表示及特徵提取，移動機器人導航技術，關於多機器人系統的理論，最後介紹幾個設計實例。
本書簡潔易懂、實踐性較強，可作為高等院校智慧型科學與技術、自動化、機電一體化、機械設計製造及自動化等相關專業的教材。

書籍目錄

第1章　緒論　1
1.1　引言　1
1.2　機器人的分類與組成　1
1.3　機器人的體系結構　10
1.3.1　分層式體系結構(Hierarchical Architecture)　10
1.3.2　包容式體系結構(Subsumption Architecture)　11
1.3.3　混合式體系結構　12
1.4　移動機器人　13
1.5　機器人競賽　14
1.5.1　機器人足球比賽　15
1.5.2　機器人滅火比賽　16
1.5.3　國際機器人奧林匹克競賽　16
1.5.4　FLL世錦賽　17
1.5.5　中國教育機器人大賽　17
1.5.6　中國機器人大賽暨RoboCup公開賽　17
習題　19

第2章　移動機器人的運動機構　20
2.1　腿足式機器人　20
2.1.1　腿的數目　21
2.1.2　腿的自由度　21
2.1.3　穩定性　21
2.1.4　步態規劃　22
2.1.5　步態設計　24
2.2　輪式移動機器人　27
2.2.1　輪子的設計　27
2.2.2　常見的輪式底盤結構及運動關係　28
2.2.3　輪子和底盤結構選取的原則　30
習題　31

第3章　移動機器人運動學　32
3.1　運動學概述　32
3.2　運動學模型的建立　32
3.2.1　機器人的位置表示　33
3.2.2　運動學模型　34
3.3　運動學約束　36
3.3.1　輪子運動學約束　36
3.3.2　機器人運動學約束　38
3.4　移動機器人的機動性　41
3.4.1　活動性程度　41
3.4.2　可操縱度　42
3.4.3　機動性　43
3.5　運動控制　43
3.5.1　非完整約束和非完整系統　44
3.5.2　移動機器人運動控制　44
3.5.3　點鎮定舉例　46
習題　49

第4章　移動機器人驅動　51
4.1　直流電機及其控制、驅動技術　52
4.1.1　直流電機　52
4.1.2　直流電機驅動電路　52
4.1.3　驅動示例　56
4.2　步進電機及其控制、驅動技術　57
4.2.1　步進電機工作原理　57
4.2.2　步進電機驅動　61
4.3　舵機及其驅動、控制技術　62
4.3.1　舵機的工作原理　62
4.3.2　CDS5500舵機　62
4.3.3　舵機調試軟體RobotSevo Terminal　67
習題　71

第5章　開發平台　72
5.1　硬體系統　72
5.1.1　結構件　72
5.1.2　控制器　72
5.1.3　感測器　73
5.1.4　執行器　79
5.1.5　下載調試器　79
5.2　軟體環境　79
5.2.1　NorthSTAR軟體簡介　79
5.2.2　控制項庫　81
5.2.3　NorthSTAR軟體設計　84
習題　87

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