机器人系统设计与实践

目录 第1章机器人概述 1.1机器人的概念及发展历史 1.1.1机器人的概念 1.1.2机器人的发展历史 1.1.3机器人三定律 1.2机器人的分类及应用 1.3机器人关键技术 1.3.1关键零部件设计 1.3.2伺服驱动控制技术 1.3.3多传感器的数据融合 1.3.4定位与导航技术 1.3.5中央控制系统 1.3.6机器人的控制方法 1.4机器人的发展趋势 1.4.1关键技术的发展 1.4.2新兴应用领域 1.4.3新技术在机器人领域的拓展 1.4.4留给未来的难题 第2章机器人结构设计基础 2.1机器人本体 2.1.1机器人运动机构 2.1.2机器人执行机构 2.2常见的传动机构 2.2.1传动机构概述 2.2.2机械传动 2.2.3传动机构设计 2.3执行器 2.3.1末端执行器概述 2.3.2手指式手爪 2.3.3吸盘式手部 2.3.4工具式手部 2.4结构件常用材料及其选择 2.4.1金属材料 2.4.2非金属材料 2.4.3复合材料 2.4.4材料选择方法 2.53D打印技术 2.5.13D打印技术的概念与起源 2.5.23D打印技术的发展与未来 2.5.33D打印技术工艺介绍 2.5.4零部件3D打印的实现 第3章机器人控制技术基础 3.1控制器的种类及功能 3.1.1常见的机器人控制器 3.1.2STM32单片机介绍 3.2常用传感器 3.2.1传感器基本分类 3.2.2内传感器 3.2.3外传感器 3.2.4多传感器信息融合 3.3驱动器及其控制技术 3.3.1驱动器的分类与选取原则 3.3.2驱动器的控制技术 3.4经典控制方法 3.5现代控制方法 3.5.1鲁棒控制 3.5.2自适应控制 3.5.3神经网络控制 3.5.4模糊逻辑控制 3.5.5机器学习 第4章机器人系统设计软件 4.1结构设计软件 4.1.1二维设计 4.1.2三维设计 4.2结构分析仿真软件 4.2.1有限元分析 4.2.2动力学仿真 4.3电路设计软件 4.3.1Altium Designer 4.3.2PADS 4.3.3Cadence Allegro 4.4电路仿真软件 4.4.1Cadence/OrCAD PSpice 4.4.2Multisim 4.4.3Electronic Workbench 4.4.4Proteus 4.5机器人系统仿真软件 4.5.1Simbad 4.5.2Webots 4.5.3MATLAB 4.6控制算法实现软件 4.6.1MDK5 4.6.2Visual Studio 4.6.3IAR 4.6.4Arduino 第5章全向移动机器人设计与实现 5.1全向移动机器人及其分类 5.1.1基于全向轮的移动机器人 5.1.2基于麦克纳姆轮的移动机器人 5.2全向移动机器人的总体方案设计 5.2.1机械结构设计 5.2.2硬件系统设计 5.2.3通信系统设计 5.3麦克纳姆轮的运动分析 5.3.1麦克纳姆轮的结构 5.3.2麦克纳姆轮的布局及运动学分析 5.4全向移动机器人的控制系统 5.4.1控制系统总体架构 5.4.2系统的功能结构 5.4.3系统主要模块工作原理 5.5全向移动机器人的应用与展望 5.5.1全向移动机器人的应用 5.5.2全向移动机器人的展望 第6章机械臂组成与控制 6.1常见机械臂 6.1.1机械臂组成 6.1.2常见机械臂介绍 6.1.3常见机械臂执行机构介绍 6.2机械臂控制方法 6.2.1气动控制 6.2.2液压控制 6.2.3电动控制 6.2.4机械式驱动 6.3机械臂的应用 第7章机甲大师机器人 7.1RoboMaster机甲大师赛 7.2机甲大师机器人兵种 7.2.1步兵机器人 7.2.2英雄机器人 7.2.3工程机器人 7.2.4哨兵机器人 7.2.5空中机器人 7.2.6飞镖系统和雷达简介 7.3步兵机器人的设计与实现 7.3.1总体方案设计 7.3.2底盘设计 7.3.3云台设计 7.3.4发射系统设计 7.3.5视觉识别系统 7.4英雄机器人 7.4.1上供弹发射机构设计方案 7.4.2下供弹发射机构设计方案 7.4.3双发射机构设计方案 7.5工程机器人 7.5.1登岛设计方案 7.5.2取矿设计方案 7.6哨兵机器人 7.6.1发射布置策略 7.6.2驱动方案 7.7空中机器人 7.8飞镖系统与雷达 7.8.1飞镖系统 7.8.2雷达 7.9结语 参考文献 附录 附录A机器人主要赛事 附录B机器人学相关学术期刊和会议 附录C机器人视觉识别系统