我的机器人 仿生机器人的设计与制作 design and fabrication of miniature bionic robotPDF电子书下载

第1章 小型仿生机器人的基本概念 1

1.1 生物的本领 1

1.1.1 不同凡响的探测能力 1

1.1.2 别具一格的伪装能力 2

1.1.3 出类拔萃的通信能力 4

1.2 生物的启迪 5

1.2.1 发人深省的对比 5

1.2.2 生物形态的妙用 8

1.3 仿生学的基本概念 11

1.3.1 什么是机器人 11

1.3.2 什么是仿生学 15

1.3.3 仿生机器人的特点、应用与发展 28

第2章 让你的机器人善运动——驱动系统 31

2.1 机器人常用驱动系统 32

2.1.1 直流无刷电动机 32

2.1.2 步进电动机 33

2.1.3 伺服电动机 34

2.1.4 舵机 35

2.2 选择合适的舵机 37

2.2.1 舵机的性能参数 37

2.2.2 舵机的驱动与控制 39

第3章 让你的机器人会思考——控制系统 41

3.1 机器人控制系统简述 42

3.1.1 机器人控制系统的基本组成 42

3.1.2 机器人控制系统的工作机理 43

3.1.3 机器人控制系统的主要作用 43

3.2 单片机控制技术简述 44

3.2.1 单片机的工作原理 44

3.2.2 单片机系统与计算机的区别 45

3.2.3 单片机的驱动外设 45

3.2.4 单片机的编程语言 46

3.3 DSP控制技术简述 47

3.3.1 DSP简介 47

3.3.2 DSP的特点 48

3.3.3 DSP的驱动外设 48

3.3.4 DSP的编程语言 48

3.4 ARM控制技术简述 50

3.4.1 ARM简介 50

3.4.2 ARM的特点 50

3.4.3 ARM的驱动外设 51

3.4.4 ARM的编程语言 51

第4章 让你的机器人有能量——电源系统 52

4.1 机器人电源系统简述 52

4.1.1 电源系统的基本组成 52

4.1.2 电源系统的工作机理 53

4.1.3 电源系统的主要作用 53

4.2 锂离子电池 54

4.2.1 锂离子电池的工作原理 54

4.2.2 锂离子电池的使用特点 55

4.2.3 锂离子电池的充放电特性 55

4.3 锂聚合物电池 57

4.3.1 锂聚合物电池的工作原理 58

4.3.2 锂聚合物电池的使用特点 59

4.3.3 锂聚合物电池的充放电特性 59

4.4 镍氢电池 60

4.4.1 镍氢电池的工作原理 60

4.4.2 镍氢电池的使用特点 61

4.4.3 镍氢电池的充放电特性 61

第5章 让你的机器人能感知——传感系统 63

5.1 机器人传感系统简述 64

5.1.1 传感器的定义和分类 64

5.1.2 传感器的基本组成 66

5.1.3 传感器的主要作用 66

5.2 机器人视觉系统概述 67

5.2.1 机器人视觉系统的基本组成 67

5.2.2 机器人视觉系统的主要作用与工作机理 71

5.3 视觉传感器 72

5.3.1 CCD与CMOS的工作原理 72

5.3.2 CCD与CMOS的优劣比较 74

5.4 测距传感器 75

5.4.1 测距传感器的分类 75

5.4.2 测距传感器的工作原理 76

5.5 触觉传感器 79

5.5.1 触觉传感器的分类 79

5.5.2 触觉传感器的工作原理 80

5.6 姿态传感器 83

5.6.1 姿态传感器的分类 83

5.6.2 姿态传感器的工作原理 84

第6章 让你的机器人懂沟通——通信系统 86

6.1 机器人通信系统简述 87

6.1.1 机器人通信系统的基本组成 87

6.1.2 机器人通信系统的工作机理 88

6.1.3 机器人通信系统的主要作用 89

6.2 机器人通信技术的分类 89

6.2.1 蓝牙无线通信技术 89

6.2.2 超带宽无线通信技术 93

6.2.3 ZigBee无线通信技术 97

6.2.4 Wi-Fi无线通信技术 102

6.2.5 2.4 GHz无线通信技术 104

第7章 制作你的小型仿生机器人 107

7.1 小型仿生机器人的设计工具 107

7.1.1 三维实体造型设计的基本内容 107

7.1.2 三维实体造型设计的基本软件 108

7.1.3 三维实体造型设计的基本步骤 108

7.2 小型仿生机器人的制作材料 116

7.2.1 塑料类材料 116

7.2.2 木材类材料 117

7.3 小型仿生机器人的制作工具 118

7.3.1 五金工具 118

7.3.2 切割设备 119

7.3.3 3D打印设备 120

7.3.4 测量工具 125

第8章 小型仿生六足机器人的设计与制作 128

8.1 仿生六足机器人的结构设计 129

8.1.1 仿生六足机器人自由度的确定 129

8.1.2 仿生六足机器人腿部结构的设计 130

8.1.3 仿生六足机器人躯干结构的设计 133

8.1.4 舵机选型与安装尺寸的确定 134

8.1.5 转动副配合与尺寸的确定 136

8.2 仿生六足机器人零件的加工 136

8.2.1 生成二维切割图纸 136

8.2.2 零件的切割加工 140

8.3 仿生六足机器人的装配 142

8.3.1 仿生六足机器人的单腿装配 142

8.3.2 仿生六足机器人躯干的装配 148

8.3.3 仿生六足机器人整体的装配 149

第9章 小型仿生四足机器人的设计与制作 151

9.1 仿生学研究与四足机器人运动参数的设计 151

9.2 仿生四足机器人腿部尺寸与自由度的分析 154

9.3 仿生四足机器人的结构设计 155

9.3.1 仿生四足机器人腿部结构的设计 155

9.3.2 仿生四足机器人躯干的设计 157

9.4 仿生四足机器人零件的加工 158

9.4.1 生成二维切割图纸 158

9.4.2 零件的切割加工 161

9.5 仿生四足机器人的装配 164

9.5.1 仿生四足机器人大腿节的装配 164

9.5.2 仿生四足机器人髋关节的装配 167

9.5.3 仿生四足机器人小腿节的装配 168

9.5.4 仿生四足机器人单腿的装配 170

9.5.5 仿生四足机器人躯干的装配 170

9.5.6 仿生四足机器人整体的装配 170

第10章 小型仿人双足机器人的制作与装配 174

10.1 仿人双足机器人的结构设计与制作 175

10.2 仿人双足机器人躯干的装配 177

10.3 仿人双足机器人上肢的装配 184

10.4 仿人双足机器人腿部的装配 190

10.5 仿人双足机器人整体的装配 197

第11章 小型仿生机器人的调试与编程 201

11.1 机器人主控制器简介 201

11.2 机器人的遥控调试 202

11.2.1 双足机器人遥控器功能介绍 203

11.2.2 设置初始姿态 205

11.3 编写小型仿人双足机器人的运动动作 208

11.3.1 小型仿人双足机器人的运动原理 208

11.3.2 小型仿人双足机器人动作程序的编写 209

11.3.3 小型仿人双足机器人动作的运行 211

参考文献 213