本書由從教多年的院校教師及經驗豐富的企業(yè)工程師共同編寫,內容包括移動機器人概述、移動機器人機械系統設計與零件認知、移動機器人零件建模與組裝、移動機器人控制基礎實踐、移動機器人自動控制綜合實踐、移動機器人高階認知與實踐等。
本書適用于高等職業(yè)院校智能機器人技術、工業(yè)機器人技術、機電一體化技術、智能控制技術等裝備制造大類中的多個專業(yè)。為方便教學,本書植入二維碼微課,配有免費電子課件、任務拓展答案、模擬試卷及答案等。凡選用本書作為授課教材的教師,可登錄機械工業(yè)出版社教育服務網(www.cmpedu.com),注冊后免費下載電子資源。
本書遵循職業(yè)教育教材編寫規(guī)律和職業(yè)院校學生學習規(guī)律,配套齊全
移動機器人是當前科技發(fā)展及行業(yè)需求的產物,其集機械、電子、人工智能等多學科于一體,廣泛應用于工業(yè)搬運、安保巡檢、醫(yī)療康養(yǎng)、智能消殺、家庭服務、導覽展示、軍工等領域,在生產生活中扮演著越來越重要的角色。這使得社會對熟悉移動機器人設計、安裝、調試、運行維護等技術技能人才的需求日益迫切。
本書融入了移動機器人新技術,具有系統性、層次性、拓展性、多學科交叉融合等特征,知識架構、工程實踐、綜合素養(yǎng)并重,緊密結合職業(yè)教育的特點。本書是與企業(yè)合作編寫的,在內容編排上,本書采用了任務引領的設計方式,符合學生心理特征和認知、技能養(yǎng)成規(guī)律。本書主要以STM32基礎款移動機器人和ROS高階款LEO移動機器人為載體,包含移動機器人系統總體認識、基礎款移動機器人組裝及應用調試、移動機器人高階實踐及應用,共包含6個項目27個任務。
本書由何永艷任主編,周旭、王凱凱任副主編,趙彩虹、費亞軍參與編寫。具體分工如下:項目1和項目2由上海電子信息職業(yè)技術學院何永艷編寫,項目3由常熟理工學院趙彩虹編寫,項目4由昆山巨林科教實業(yè)有限公司費亞軍編寫,項目5由常熟理工學院周旭編寫,項目6由上海電子信息職業(yè)技術學院王凱凱編寫。
本書在編寫過程中得到了上海電子信息職業(yè)技術學院、常熟理工學院、昆山巨林科教實業(yè)有限公司、上海颯智智能科技有限公司的大力支持,在此深表感謝。
由于編者水平所限,書中難免存在不妥之處,懇請同行專家和讀者不吝賜教。
編 者
曾獲全國職業(yè)院校技能大賽教學能力比賽三等獎,上海市服務機器人教師教學創(chuàng)新團隊負責人、上海市精品課程《維修電工中級技能訓練》負責人、上海市高校黨史學習教育與課程相融合示范課程負責人、上海市教育系統三八紅旗手、上海市育才獎。
前言
二維碼索引
項目1 移動機器人概述 1
任務1.1 移動機器人分類及行業(yè)應用 1
任務1.2 移動機器人系統構成 7
項目2 移動機器人機械系統設計
與零件認知 14
任務2.1 移動機器人機械系統設計 14
任務2.2 移動機器人零件認知 22
項目3 移動機器人零件建模
與組裝 33
任務3.1 移動機器人零件建模 33
任務3.2 移動機器人SolidWorks
組件 55
任務3.3 硬件架構及接線實踐 76
任務3.4 移動機器人實物組裝 85
項目4 移動機器人控制基礎
實踐 89
任務4.1 STM32集成開發(fā)環(huán)境的
安裝與應用 89
任務4.2 串口通信 98
任務4.3 遙控器的應用 103
任務4.4 舵機的控制 109
任務4.5 直流電動機的控制 112
任務4.6 四輪底盤的控制 118
任務4.7 機械臂的控制 124
任務4.8 遙控系統的設計與實現 130
項目5 移動機器人自動控制綜合
實踐 137
任務5.1 移動機器人綜合實踐任務
需求分析 137
任務5.2 灰度傳感器的應用 140
任務5.3 紅外傳感器的應用 142
任務5.4 超聲波傳感器的應用 145
任務5.5 攝像頭的應用 149
任務5.6 自動控制系統的設計與
實現 157
項目6 移動機器人高階認知與
實踐 162
任務6.1 機器人操作系統ROS的
安裝與基本操作 162
任務6.2 基于ROS系統的機器人
安裝 171
任務6.3 基于ROS系統的機器人
測試 175
任務6.4 基于ROS系統的機器人SLAM
算法和導航 181
任務6.5 基于ROS系統的機器人
移動抓取 185
參考文獻 192