機(jī)器人綜合設(shè)計(jì)與實(shí)踐 范青武 張利國(guó)
定 價(jià):58 元
- 作者:范青武 張利國(guó)
- 出版時(shí)間:2025/2/1
- ISBN:9787111771951
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TP242
- 頁(yè)碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開(kāi)本:16開(kāi)
“機(jī)器人綜合設(shè)計(jì)與實(shí)踐”是高等院校機(jī)器人工程專業(yè)最核心的實(shí)踐環(huán)節(jié)必修課程。本書(shū)緊扣讀者需求,采用實(shí)例分析的形式,深入淺出地講述了機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、步驟和關(guān)鍵技術(shù)。本書(shū)共分為6 章,內(nèi)容全面覆蓋了機(jī)器人設(shè)計(jì)與制作的核心領(lǐng)域,包括緒論、機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)踐、機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐、機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐、機(jī)器人操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐、機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐。本書(shū)內(nèi)容基于CDIO(構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)現(xiàn)-運(yùn)作)的理念進(jìn)行設(shè)計(jì),通過(guò)一個(gè)具體而富有挑戰(zhàn)性的工程案例,引導(dǎo)讀者在真實(shí)的工程環(huán)境中親身體會(huì)從構(gòu)思到運(yùn)作的完整過(guò)程。
為便于教學(xué),本書(shū)配有免費(fèi)的電子課件、工程案例源代碼、實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板等資源。本書(shū)既可作為高等院校機(jī)器人工程、電子工程相關(guān)專業(yè)本科生、研究生的教材,又可作為相關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員的參考用書(shū)。
通過(guò)一個(gè)具體而富有挑戰(zhàn)性的工程案例,引導(dǎo)讀者在真實(shí)的工程環(huán)境中親身體會(huì)從構(gòu)思到運(yùn)作的完整過(guò)程。
為便于教學(xué),本書(shū)配有免費(fèi)的電子課件、工程案例源代碼、實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板等資源。
如今科技飛速發(fā)展,機(jī)器人技術(shù)不僅以其獨(dú)特的魅力和廣泛的應(yīng)用潛力引領(lǐng)著技術(shù)革命的新潮流,更成為衡量一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)與機(jī)器人技術(shù)的不斷融合與創(chuàng)新,機(jī)器人技術(shù)正以前所未有的速度改變著人們的生產(chǎn)和生活方式,為人類社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展帶來(lái)了前所未有的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。為了滿足社會(huì)對(duì)機(jī)器人工程專業(yè)人才的迫切需求,我們精心編寫(xiě)本書(shū),旨在為讀者提供一本集系統(tǒng)性、實(shí)踐性、創(chuàng)新性于一體的專業(yè)指南,助力讀者在機(jī)器人技術(shù)的道路上深入探索、勇攀高峰。
本書(shū)共分為6章,內(nèi)容全面覆蓋了機(jī)器人設(shè)計(jì)與制作的核心領(lǐng)域。從緒論開(kāi)始,引領(lǐng)讀者了解機(jī)器人的發(fā)展歷程、分類及應(yīng)用前景,還著重探討了機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟,以期激發(fā)讀者對(duì)機(jī)器人技術(shù)的興趣和探索精神。隨后的5章則分別探討機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)踐、機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐、機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐、機(jī)器人操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐、機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐中的關(guān)鍵技術(shù),力求將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合,幫助讀者在掌握理論知識(shí)的同時(shí),培養(yǎng)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,提升讀者的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。
本書(shū)的最大亮點(diǎn)是基于CDIO(構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)現(xiàn)-運(yùn)作)的理念進(jìn)行設(shè)計(jì),通過(guò)一個(gè)具體而富有挑戰(zhàn)性的工程案例,引導(dǎo)讀者在真實(shí)的工程環(huán)境中,親身體會(huì)從構(gòu)思到運(yùn)作的完整過(guò)程。這種以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為核心的教學(xué)方法,不僅有利于提升讀者的工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力,也有助于鍛煉工程實(shí)踐
能力,期望培養(yǎng)出更多具有競(jìng)爭(zhēng)力、能夠適應(yīng)未來(lái)工程實(shí)踐需求的機(jī)器人工程技術(shù)人才。相信通過(guò)這種學(xué)習(xí)方式,讀者將能夠更好地掌握機(jī)器人設(shè)計(jì)與制作的核心技術(shù),展現(xiàn)出卓越的創(chuàng)新能力和實(shí)踐價(jià)值。
本書(shū)由北京工業(yè)大學(xué)范青武、張利國(guó)擔(dān)任主編,和薇、左國(guó)玉和劉旭東參與編寫(xiě)。在編寫(xiě)過(guò)程中,我們得到了眾多專家、學(xué)者和工程師的大力支持與幫助,他們的寶貴意見(jiàn)和建議使得本書(shū)更加完善,特此致謝。
由于編者水平有限,書(shū)中難免存在不足和疏漏之處,請(qǐng)讀者批評(píng)指正。最后對(duì)支持本書(shū)編寫(xiě)和出版的所有人員表示衷心的感謝。
編者
高等院校教師
目錄
前言
第1章緒論
1.1機(jī)器人與機(jī)器人技術(shù)
1.1.1機(jī)器人的定義與分類
1.1.2機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展歷程
1.2機(jī)器人的組成
1.2.1機(jī)械結(jié)構(gòu)
1.2.2傳感器系統(tǒng)
1.2.3控制系統(tǒng)
1.2.4動(dòng)力系統(tǒng)
1.2.5人機(jī)交互界面
1.3機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟
1.3.1設(shè)計(jì)需求分析
1.3.2概念設(shè)計(jì)
1.3.3詳細(xì)設(shè)計(jì)
1.3.4制造與裝配
1.3.5測(cè)試與評(píng)估
1.3.6改進(jìn)與優(yōu)化
1.4機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)
1.4.1感知技術(shù)
1.4.2控制技術(shù)
1.4.3人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)
1.4.4人機(jī)交互技術(shù)
第2章機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)踐
2.1機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般流程
2.1.1機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容
2.1.2機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的步驟
2.2機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例分析
2.2.1需求分析
2.2.2方案設(shè)計(jì)
2.3機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐
2.3.1實(shí)驗(yàn)一:SOLIDWORKS繪零件圖
2.3.2實(shí)驗(yàn)二:SOLIDWORKS繪裝配圖
第3章機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐
3.1機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)入門(mén)
3.1.1C語(yǔ)言復(fù)習(xí)
3.1.2編程思想
3.1.3固件庫(kù)入門(mén)
3.1.4軟件工具
3.2機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例分析
3.2.1硬件設(shè)計(jì)
3.2.2軟件設(shè)計(jì)
3.3機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐
3.3.1實(shí)驗(yàn)一:電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)
3.3.2實(shí)驗(yàn)二:電動(dòng)機(jī)控制
3.3.3實(shí)驗(yàn)三:底盤(pán)控制
第4章機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐
4.1圖像處理知識(shí)
4.1.1圖像的基礎(chǔ)知識(shí)
4.1.2灰度化
4.1.3圖像濾波
4.1.4二值圖像
4.1.5腐蝕和膨脹
4.1.6邊緣檢測(cè)
4.2機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例分析
4.2.1機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)
4.2.2視覺(jué)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
4.2.3目標(biāo)檢測(cè)算法設(shè)計(jì)
4.3機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐
4.3.1國(guó)產(chǎn)版Jetson Nano燒錄系統(tǒng)
4.3.2Nano系統(tǒng)的環(huán)境搭建
4.3.3樣本采集與標(biāo)注
4.3.4YOLOv5實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練自己的數(shù)據(jù)集
4.3.5模型優(yōu)化與部署
第5章機(jī)器人操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐
5.1機(jī)器人操作系統(tǒng)
5.2機(jī)器人操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
5.2.1控制策略設(shè)計(jì)
5.2.2ROS環(huán)境搭建
5.2.3系統(tǒng)移植
5.3機(jī)器人操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐
5.3.1實(shí)驗(yàn)一:ROS基本命令使用
5.3.2實(shí)驗(yàn)二:基于topic的通信實(shí)驗(yàn)
5.3.3實(shí)驗(yàn)三:基于service的通信實(shí)驗(yàn)
5.3.4實(shí)驗(yàn)四:基于action的通信實(shí)驗(yàn)
5.3.5實(shí)驗(yàn)五:ROS節(jié)點(diǎn)參數(shù)實(shí)驗(yàn)
5.3.6實(shí)驗(yàn)六:WiFi通信模塊實(shí)驗(yàn)
5.3.7實(shí)驗(yàn)七:雷達(dá)節(jié)點(diǎn)模塊實(shí)驗(yàn)
第6章機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐
6.1機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)
6.1.1SLAM
6.1.2機(jī)器人導(dǎo)航
6.2機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路
6.3機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐
6.3.1實(shí)驗(yàn)一:激光雷達(dá)仿真實(shí)驗(yàn)
6.3.2實(shí)驗(yàn)二:地圖建模仿真實(shí)驗(yàn)
6.3.3實(shí)驗(yàn)三:路徑規(guī)劃仿真實(shí)驗(yàn)
6.3.4實(shí)驗(yàn)四:SLAM與自主導(dǎo)航
參考文獻(xiàn)