新工科机器人工程专业规划教材 小型智能机器人制作PDF电子书下载

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第1章 绪论 1

1.1 机器人的发展 2

1.1.1 古代机器人 2

1.1.2 现代机器人 4

1.2 机器人发展热点方向 6

1.2.1 工业机器人 6

1.2.2 仿生机器人 6

1.2.3 军用机器人 7

1.2.4 服务机器人 7

思考题与习题 7

第2章 制作机器人常用工具及安全事项 8

2.1 机械制作工具 8

2.1.1 常用五金用具、工具及量具 8

2.1.2 小型台钻的使用 11

2.2 电子制作工具及测量仪器 11

2.2.1 电子制作工具 11

2.2.2 常用测量仪器 14

2.3 操作安全 15

2.3.1 工具使用注意事项 15

2.3.2 眼睛与耳朵的防护 15

2.4 电池安全 15

2.5 焊接安全 16

2.6 用电安全 16

2.6.1 交流电用电安全 16

2.6.2 防静电损害 17

2.7 急救知识 17

思考题与习题 18

第3章 小型机器人的设计和运动学分析 19

3.1 自主移动机器人的机械结构 19

3.1.1 腿式机器人 19

3.1.2 轮式机器人 20

3.1.3 履带式机器人 24

3.1.4 其他机器人结构 24

3.2 差动机器人运动学分析与轨迹控制的实现 25

3.2.1 机器人建模与运动学分析 25

3.2.2 运动轨迹控制的实现 27

3.3 差动驱动机器人动力学分析 30

3.3.1 左右轮驱动力矩模型 30

3.3.2 机器人制动的力学模型 30

思考题与习题 31

第4章 机械设计辅助软件 32

4.1 SolidWorks简介 32

4.2 零件造型设计 32

4.2.1 创建新零件文件 32

4.2.2 创建草图 35

4.2.3 创建零件特征 40

4.3 部件造型设计 52

4.3.1 创建装配体项目 52

4.3.2 添加装配元件 54

4.3.3 移动或者旋转元件 54

4.3.4 元件的配合 55

4.3.5 装配体配合实例 56

4.4 绘制工程图 60

4.4.1 进入工程图环境 60

4.4.2 创建标准三视图 63

4.4.3 尺寸标注 65

4.4.4 编辑尺寸 67

4.4.5 添加文本注释 68

思考题与习题 70

第5章 小型机器人机械结构的制作及装配 71

5.1 小型机器人常用制作材料 71

5.1.1 木质材料 71

5.1.2 塑料材料 71

5.1.3 金属材料 72

5.1.4 轻型复合材料（碳纤维） 72

5.2 常用机械零件 73

5.2.1 连接零件 73

5.2.2 轴承 74

5.2.3 联轴器 78

5.3 小型机器人制作常用基本操作 81

5.3.1 划线 81

5.3.2 锯削 83

5.3.3 锉削 84

5.3.4 孔加工 86

5.3.5 攻、套螺纹 87

5.3.6 铆接 89

5.4 小型机器人制作常用装配技术 91

5.4.1 装配的基础知识 91

5.4.2 装配过程 91

5.4.3 典型件的装配 91

5.4.4 小型机器人装配实例 93

思考题与习题 98

第6章 动力系统设计及制作 99

6.1 电池的选择 99

6.1.1 适用于机器人的电池种类 99

6.1.2 电池参数的选择 104

6.1.3 电池组的制作 105

6.1.4 常见问题及解决方案 106

6.2 电动机的选择 110

6.2.1 直流电动机 111

6.2.2 交流电动机 112

6.2.3 步进电机 114

6.3 直流电动机的控制原理 114

6.4 步进电机的控制原理 115

6.5 舵机的控制及使用 120

思考题与习题 121

第7章 电路设计及制作 122

7.1 常用电子元器件的选用与检测 122

7.1.1 电阻器及电位器的选用及检测 122

7.1.2 电容器的选用及检测 126

7.1.3 电感器的选用及检测 128

7.1.4 二极管的选用及检测 130

7.1.5 三极管的选用及检测 138

7.1.6 集成电路的选用及检测 143

7.1.7 开关、继电器的选用及检测 146

7.1.8 其他常见元器件 148

7.2 电路设计 150

7.2.1 电路板的种类及选型 151

7.2.2 Altium Designer软件介绍 152

7.2.3 元器件封装库 155

7.2.4 电路原理图设计 155

7.2.5 印制电路板设计 164

7.3 印制电路板制作 167

7.3.1 印制电路板热转印制作工艺 167

7.3.2 印制电路板感光板制作工艺 174

7.4 电路焊接技术 178

7.4.1 电子元器件的安装工艺 178

7.4.2 分立元器件的手工焊接工艺 184

7.4.3 贴片元器件的手工焊接工艺 199

思考题与习题 201

第8章 电路调试及故障检修 202

8.1 电子电路基本调试技术 202

8.1.1 调试的一般原则 202

8.1.2 调试准备 202

8.1.3 调试步骤 203

8.1.4 调试注意事项 207

8.2 常见电磁干扰 207

8.2.1 电磁干扰基本知识 207

8.2.2 电磁干扰的观测 214

8.3 干扰抑制技术 216

8.3.1 抑制技术基础知识 216

8.3.2 干扰抑制技术的应用 233

8.4 电子电路的故障检修 237

8.4.1 故障检修的流程及方法 237

8.4.2 基本元器件拆卸方法 245

8.4.3 贴片元器件拆卸方法 252

思考题与习题 255

第9章 小型智能机器人控制器设计 256

9.1 Arduino介绍 256

9.2 控制器开发板简介 256

9.3 控制器片上资源介绍 259

9.4 下载开发环境Arduino IDE 261

9.5 安装开发环境Arduino IDE 263

9.6 安装驱动程序 264

9.7 程序烧录 267

9.8 Arduino IDE用户界面 270

9.9 Arduino编程语言 276

9.9.1 Arduino编程基础 277

9.9.2 数字I/O口的操作函数 277

9.9.3 模拟I/O口的操作函数 278

9.9.4 高级I/O口的操作函数Pulseln（pin，state，timeout） 279

9.9.5 时间函数 279

9.9.6 中断函数 281

9.9.7 串口通信函数 282

9.9.8 Arduino的库函数 283

9.10 在线信息 285

思考题与习题 285

第10章 小型机器人的传感器设计 286

10.1 传感器基础 286

10.1.1 传感器的定义 287

10.1.2 传感器的组成 288

10.1.3 传感器的分类 289

10.1.4 传感器的工作原理 290

10.1.5 传感器的应用领域 293

10.2 红外循迹传感器的应用 294

10.2.1 红外循迹传感器 295

10.2.2 小型机器人的红外循迹传感器应用实例 296

10.3 红外遥控传感器的应用 299

10.3.1 红外遥控系统原理 299

10.3.2 小型机器人的红外遥控传感器应用实例 304

10.4 超声波测距传感器的应用 308

10.4.1 超声波测距传感器原理 308

10.4.2 HC-SR04型超声波测距模块 309

10.4.3 小型机器人超声波测距传感器应用实例 311

10.5 蓝牙模块的应用 313

10.5.1 蓝牙技术简介 313

10.5.2 BT-HC05蓝牙模块 315

10.5.3 BT-HC05蓝牙模块AT指令集 315

10.5.4 小型机器人BT-HC05蓝牙模块应用实例 321

思考题与习题 323

参考文献 324

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