机器人技术基础与应用实践——基于模块化的机器人创意设计与实现 / 普通高等教育机器人工程专业系列教材
定价：￥79.00
作者： 王留芳，曲凌，郝朝会，佘鹏飞
出版时间：2024-02-23
最新印次日期：2024-12
出版社：机械工业出版社
试读
- 机械工业出版社
- 9787111740490
- 1-2
- 47269762-2
- 16开
- 2024-02-23
- 工学
- 自动化类
- 机器人工程
- 本科
内容简介
本书介绍了模块化机器人的设计基础与进阶实践方法。全书包括绪论、初识机器人组件、编程基础、机器人控制系统的构建基础、机器人的机构设计基础、简单机构设计与实践、初识复杂系统、机器人产品的原型设计与实践、仿生机器人设计与实践、机器人的通信技术及自主创意设计实例。每个章节设计了系列应用实例，帮助读者及时理解知识点、学习设计思路。特别是第6章遵循目标分层递进的教学理念，设计了一系列接近工程实际的小项目，借以引导初学者从简单项目入手，通过基础、进阶、挑战等过程，由浅入深，逐级递进，实现设计目标。
本书秉承以学生为中心、以能力培养为目标的教学宗旨，将知识学习和能力培养贯穿于教学实践全过程，使学生在实践过程中深刻体会“做中学，学中做，边学边做”的实践观以及知识“非用不活，非活无用”的学习理念。
本书可作为高等院校本科生工程实践类课程的教材，也可作为教学参考用书，同时，还适合作为本科生及机器人爱好者的自学指导书。
本书是新形态教材，读者可通过扫描书中二维码观看相关知识点授课视频。同时，本书配有电子教案、教学大纲等电子资源，需要的读者可登录www.cmpedu.com免费注册、审核通过后下载使用，或联系编辑索取（微信13146070618，电话010-88379739）。
本书秉承以学生为中心、以能力培养为目标的教学宗旨，将知识学习和能力培养贯穿于教学实践全过程，使学生在实践过程中深刻体会“做中学，学中做，边学边做”的实践观以及知识“非用不活，非活无用”的学习理念。
本书可作为高等院校本科生工程实践类课程的教材，也可作为教学参考用书，同时，还适合作为本科生及机器人爱好者的自学指导书。
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目录
前言
绪论
01什么是机器人
02机器人的发展历史
03如何设计制作机器人
第1章初识机器人组件
11机器人零件的特点
12基本零件及其连接
121基本零件
122辅助零件
123构件的基本连接
13设计与装配
131常规设计与装配
132自主设计与装配
14控制装置及其功能简介
141Arduino/Basra主控板
142Bigfish扩展板
143电路连接方法
15配置编程环境
151下载
152安装
153设置IDE选项参数
16设计之体验：Blink
17进阶实践
18本章小结
第2章编程基础
21常量、变量与表达式
211常量
212变量
213表达式
22常用运算符
221算术运算符
222关系运算符和关系表达式
223逻辑运算符和逻辑表达式
224位操作运算符和使用注意事项
225运算符的优先级和结合性
23流程控制的基本结构
231顺序结构
232选择结构
233循环结构
24函数及其调用规则
241函数的定义
242函数的调用
25复合数据类型
251数组
252字符数组
26编译预处理
261宏定义
262文件包含
263条件编译
27库函数
271常用的库函数及其调用
272自定义库函数的编写及调用
273关于库函数的几点说明
28进阶实践
29本章小结
第3章机器人控制系统的构建基础
31控制系统的基本构成
32I/O端口及其应用
321数字I/O端口及其应用
322模拟输入端口及其应用
323模拟输出端口及其应用
33中断
331中断的概念
332定时器中断及其应用
333外部中断函数及其应用
34键盘模块及其应用
35常用显示模块及其应用
351LED数码管及其应用
3528×8 LED点阵及其应用
353OLED有机发光二极管及其
应用
36常用执行机构及其应用
361舵机及其控制
362直流电机及其控制
37进阶实践
371主题实践（一）——按键功能模式切
换的设计与实践
372主题实践（二）——室内光线温度
自动测控系统设计
38本章小结
第4章机器人的机构设计基础
41机构的基本组成及分析
42常用的平面机构
421平面四杆机构及其应用实例
422齿轮机构及其应用实例
423凸轮机构及其应用实例
43个性化的机构设计基础
431基于形态学矩阵法的方案
设计
432计算机辅助设计
433常用的设计制造工艺
44进阶实践
441主题实践（一）——设计一个
LOGO
442主题实践（二）——调光台灯的
设计与制作
45本章小结
第5章简单机构的设计与实践
51几种简单机构的设计与实践
511机械手爪的设计与实践
512自动感应门的设计与实践
52多驱动简单机构的设计与
实践
521小车底盘的设计与实践
522二自由度云台的设计与实践
53进阶实践
531主题实践（一）——自动伸缩门
的设计与控制
532主题实践（二）——智能台灯的
设计与控制
54本章小结
第6章初识复杂系统
61功能拓展——防夹感应门的
设计与实践
611设计要求
612设计思路
613动手实践
62机构拓展——三自由度机械臂
的设计与实践
621设计要求
622机构设计与搭建
623运动算法与控制实现
63综合拓展——智能搬运小车的
设计与实践
631设计要求
632设计思路
64进阶实践
641主题实践（一）——排爆机器人
的设计与实践
642主题实践（二）——猜拳机器人
的设计与实践
643主题实践（三）——三自由度机
械臂的拓展设计与实践
65本章小结
第7章机器人产品的原型设计与
实践
71概述
72预备知识
721步进电机及其驱动控制
722SH-ST扩展板
723AccelStepper步进电机库函数
简介
73Delta机械臂的设计与实践
731设计要求
732Delta机械臂的结构设计
733Delta机械臂的运动算法及
控制实现
74直角坐标型机械臂的设计与
实践
741设计要求
742双轴直角坐标型机械臂的结构
设计
743双轴直角坐标型绘图机械臂的
运动算法
744双轴直角坐标型绘图机械臂的
控制实现
75进阶实践
751主题实践（一）——三轴绘图机
械臂的设计与实践
752主题实践（二）——桁架机械手
的设计与实践
76本章小结
第8章仿生机器人的设计与实践
81知识拓展与储备
811SH-SR扩展板
812多舵机辅助调试软件Controller
813将数据写到flash
814MPU6050陀螺仪及其应用
82串联关节型仿生机器人的设计
与实践
821设计要求
822串联四足仿生机器人的结构
设计
823串联关节型仿生机器人运动算
法与控制
83并联关节型仿生机器人的设
计与实践
831设计要求
832并联仿生机器人的结构设计
833并联仿生机器人运动算法与
控制实现
84多自由度双足机器人的设计
与实践
841设计要求
842双足仿人机器人的结构设计
843多自由度双足机器人运动
算法
844多自由度双足机器人的控制
实现
85进阶实践
851主题实践（一）——六自由度仿人
机器人的拓展设计与实践
852主题实践（二）——多足仿生机器
人的设计与实践
86本章小结
第9章机器人创意设计中的通信
技术
91串行通信
911并行通信和串行通信
912串行通信的硬件接口
913串行通信的相关参数
92异步串口通信（UART）
921串口通信的库函数
922串口通信的应用设计
93SPI总线通信
931SPI简介
932Arduino SPI通信及应用设计
94I2C总线通信
941I2C总线简介
942I2C通信及应用设计
95蓝牙通信
951蓝牙技术简介
952蓝牙模块及其应用
96无线数传
961nRF24L01无线数传简介
962nRF24L01串口无线数传模块及
其应用
97WiFi无线通信
971WiFi技术简介
972ESP8266 WiFi模块概述
973ESP8266 WiFi模块的应用
98本章小结
第10章自主创意设计实例
101自主创意设计的基本思路
1011选题的思路
1012设计的思路
102学生自主创意设计作品
绪论
01什么是机器人
02机器人的发展历史
03如何设计制作机器人
第1章初识机器人组件
11机器人零件的特点
12基本零件及其连接
121基本零件
122辅助零件
123构件的基本连接
13设计与装配
131常规设计与装配
132自主设计与装配
14控制装置及其功能简介
141Arduino/Basra主控板
142Bigfish扩展板
143电路连接方法
15配置编程环境
151下载
152安装
153设置IDE选项参数
16设计之体验：Blink
17进阶实践
18本章小结
第2章编程基础
21常量、变量与表达式
211常量
212变量
213表达式
22常用运算符
221算术运算符
222关系运算符和关系表达式
223逻辑运算符和逻辑表达式
224位操作运算符和使用注意事项
225运算符的优先级和结合性
23流程控制的基本结构
231顺序结构
232选择结构
233循环结构
24函数及其调用规则
241函数的定义
242函数的调用
25复合数据类型
251数组
252字符数组
26编译预处理
261宏定义
262文件包含
263条件编译
27库函数
271常用的库函数及其调用
272自定义库函数的编写及调用
273关于库函数的几点说明
28进阶实践
29本章小结
第3章机器人控制系统的构建基础
31控制系统的基本构成
32I/O端口及其应用
321数字I/O端口及其应用
322模拟输入端口及其应用
323模拟输出端口及其应用
33中断
331中断的概念
332定时器中断及其应用
333外部中断函数及其应用
34键盘模块及其应用
35常用显示模块及其应用
351LED数码管及其应用
3528×8 LED点阵及其应用
353OLED有机发光二极管及其
应用
36常用执行机构及其应用
361舵机及其控制
362直流电机及其控制
37进阶实践
371主题实践（一）——按键功能模式切
换的设计与实践
372主题实践（二）——室内光线温度
自动测控系统设计
38本章小结
第4章机器人的机构设计基础
41机构的基本组成及分析
42常用的平面机构
421平面四杆机构及其应用实例
422齿轮机构及其应用实例
423凸轮机构及其应用实例
43个性化的机构设计基础
431基于形态学矩阵法的方案
设计
432计算机辅助设计
433常用的设计制造工艺
44进阶实践
441主题实践（一）——设计一个
LOGO
442主题实践（二）——调光台灯的
设计与制作
45本章小结
第5章简单机构的设计与实践
51几种简单机构的设计与实践
511机械手爪的设计与实践
512自动感应门的设计与实践
52多驱动简单机构的设计与
实践
521小车底盘的设计与实践
522二自由度云台的设计与实践
53进阶实践
531主题实践（一）——自动伸缩门
的设计与控制
532主题实践（二）——智能台灯的
设计与控制
54本章小结
第6章初识复杂系统
61功能拓展——防夹感应门的
设计与实践
611设计要求
612设计思路
613动手实践
62机构拓展——三自由度机械臂
的设计与实践
621设计要求
622机构设计与搭建
623运动算法与控制实现
63综合拓展——智能搬运小车的
设计与实践
631设计要求
632设计思路
64进阶实践
641主题实践（一）——排爆机器人
的设计与实践
642主题实践（二）——猜拳机器人
的设计与实践
643主题实践（三）——三自由度机
械臂的拓展设计与实践
65本章小结
第7章机器人产品的原型设计与
实践
71概述
72预备知识
721步进电机及其驱动控制
722SH-ST扩展板
723AccelStepper步进电机库函数
简介
73Delta机械臂的设计与实践
731设计要求
732Delta机械臂的结构设计
733Delta机械臂的运动算法及
控制实现
74直角坐标型机械臂的设计与
实践
741设计要求
742双轴直角坐标型机械臂的结构
设计
743双轴直角坐标型绘图机械臂的
运动算法
744双轴直角坐标型绘图机械臂的
控制实现
75进阶实践
751主题实践（一）——三轴绘图机
械臂的设计与实践
752主题实践（二）——桁架机械手
的设计与实践
76本章小结
第8章仿生机器人的设计与实践
81知识拓展与储备
811SH-SR扩展板
812多舵机辅助调试软件Controller
813将数据写到flash
814MPU6050陀螺仪及其应用
82串联关节型仿生机器人的设计
与实践
821设计要求
822串联四足仿生机器人的结构
设计
823串联关节型仿生机器人运动算
法与控制
83并联关节型仿生机器人的设
计与实践
831设计要求
832并联仿生机器人的结构设计
833并联仿生机器人运动算法与
控制实现
84多自由度双足机器人的设计
与实践
841设计要求
842双足仿人机器人的结构设计
843多自由度双足机器人运动
算法
844多自由度双足机器人的控制
实现
85进阶实践
851主题实践（一）——六自由度仿人
机器人的拓展设计与实践
852主题实践（二）——多足仿生机器
人的设计与实践
86本章小结
第9章机器人创意设计中的通信
技术
91串行通信
911并行通信和串行通信
912串行通信的硬件接口
913串行通信的相关参数
92异步串口通信（UART）
921串口通信的库函数
922串口通信的应用设计
93SPI总线通信
931SPI简介
932Arduino SPI通信及应用设计
94I2C总线通信
941I2C总线简介
942I2C通信及应用设计
95蓝牙通信
951蓝牙技术简介
952蓝牙模块及其应用
96无线数传
961nRF24L01无线数传简介
962nRF24L01串口无线数传模块及
其应用
97WiFi无线通信
971WiFi技术简介
972ESP8266 WiFi模块概述
973ESP8266 WiFi模块的应用
98本章小结
第10章自主创意设计实例
101自主创意设计的基本思路
1011选题的思路
1012设计的思路
102学生自主创意设计作品
