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服务机器人系统设计

服务机器人系统设计

作者:陈万米

出版社:化学工业出版社有限公司

出版时间:2019-07-01

ISBN:9787122329950

定价:¥69.00

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内容简介
  本书基于服务机器人的发展现状和技术要点, 系统讲述了服务机器人系统设计的关键技术。主要内容包括: 机器人的产生与发展、服务机器人的移动机构、服务机器人的机械臂、服务机器人的驱动与控制、服务机器人的运动分析、服务机器人的路径规划、服务机器人的感知、服务机器人的操作系统、服务机器人未来展望。 本书注重理论与实践的结合, 在讲解服务机器人系统设计关键技术的基础上, 通过实例解析对理论知识进行应用性讲解, 增强了本书的可读性与实用性。 本书可为从事机器人研究和应用工作的技术人员提供帮助, 也适合高等院校相关专业师生学习参考。
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目录

第1 章 绪论 / 1 

 1.1 机器人的定义、应用与发展 / 2 

   1.1.1 机器人的应用 / 2 

   1.1.2 机器人的发展 / 4 

 1.2 服务机器人 / 8 

 1.3 服务机器人的结构与分类 / 10 

   1.3.1 服务机器人的结构 / 10 

   1.3.2 服务机器人的分类 / 12 

 1.4  服务机器人控制的主要内容 / 18 

 参考文献 / 19 

第2 章 服务机器人的移动机构 / 20 

 2.1 移动机构 / 21 

   2.1.1 单轮移动机构 / 21 

   2.1.2 两轮差动配合小万向轮机构 / 22 

   2.1.3 全向轮式移动机构 / 23 

   2.1.4 履带式移动机构 / 23 

   2.1.5 足式机构 / 24 

 2.2 设计举例 / 26 

   2.2.1 轮式移动服务机器人底盘 / 26 

   2.2.2 双足步行机器人 / 29 

   2.2.3 履带式机器人底盘 / 31 

 参考文献 / 35 

第3 章 服务机器人的执行单元 / 36 

 3.1 服务机器人的机械臂 / 37 

   3.1.1 四自由度机械臂 / 39 

   3.1.2 六自由度机械臂 / 42 

 3.2 机械手 / 46 

   3.2.1 二指机械手 / 46 

   3.2.2 三指机械手 / 49 

   3.2.3 五指机械手 / 52 

 3.3 其他执行单元 / 53 

   3.3.1 腕部 / 53 

   3.3.2 其他机械手 / 54 

   3.3.3 其他机械臂  / 55 

 参考文献 / 55 

第4 章 服务机器人的驱动与控制 / 56 

 4.1 电机的选择与分类 / 57 

 4.2 电机的控制 / 61 

   4.2.1 直流电机的基本特性 / 61 

   4.2.2 转速控制  / 61 

   4.2.3 转向控制 / 64 

   4.2.4 电机控制实例 / 68 

 4.3 服务机器人的控制 / 70 

   4.3.1 经典PID 控制 / 70 

   4.3.2 智能PID 整定概述 / 74 

 参考文献 / 79 

第5 章 服务机器人的运动分析 / 80 

 5.1 服务机器人的位置运动学 / 81 

   5.1.1 位置方位描述 / 81 

   5.1.2 位置信息与传感器 / 82 

   5.1.3 坐标变换 / 86 

   5.1.4 齐次变换及运算 / 92 

 5.2 服务机器人的微分运动与动力学分析 / 94 

   5.2.1 底盘运动学分析——双轮 / 94 

   5.2.2 底盘运动学分析——全向轮 / 96 

 5.3 服务机器人的正逆运动学问题 / 104 

   5.3.1 刚体的描述 / 105 

   5.3.2 正逆运动学问题  / 106 

   5.3.3 机械臂的正逆运动学 / 107 

 参考文献 / 111 

第6 章 服务机器人的路径规划 / 112 

 6.1 服务机器人的路径规划分类 / 113 

   6.1.1 离线路径规划 / 114 

   6.1.2 在线路径规划 / 115 

   6.1.3 其他路径规划算法 / 117 

 6.2 经典路径规划方法 / 118 

   6.2.1 人工势场法 / 118 

   6.2.2 A* 算法 / 122 

   6.2.3 遗传算法 / 128 

 6.3 服务机器人路径规划优化 / 135 

   6.3.1 人工势场法的改进 / 135 

   6.3.2 A* 算法的改进 / 137 

   6.3.3 遗传算法的改进 / 140 

   6.3.4 服务机器人路径规划技术发展 / 142 

 参考文献 / 143 

第7 章 服务机器人的感知 / 145 

 7.1 服务机器人的感知 / 147 

   7.1.1 内部感知单元 / 148 

   7.1.2 外部感知单元 / 151 

   7.1.3 特殊感知单元 / 156 

 7.2 机器视觉 / 158 

   7.2.1 机器视觉的组成 / 159 

   7.2.2 机器视觉的工作原理 / 161 

   7.2.3 机器视觉在服务机器人上的应用 / 168 

 参考文献 / 172 

第8 章 服务机器人的操作系统 / 173 

 8.1 服务机器人的操作系统概述 / 174 

   8.1.1 服务机器人操作系统的概述 / 174 

   8.1.2 服务机器人操作系统的关键技术 / 176 

 8.2 ROS 及其应用 / 178 

   8.2.1 ROS 的基本概念 / 179 

   8.2.2 ROS 的应用 / 188 

 参考文献 / 194 

第9 章 发展与展望 / 195 

 9.1 发展 / 196 

 9.2 比赛促进技术提升 / 198 

 9.3 未来展望 / 205 

 参考文献 / 208 

索引 / 209

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