本书是机器人创意与制作系列之一。本书重点介绍如何搭建一个简易的机器人系统的物理实体,即机构、传动、驱动与控制。主要内容有机器人移动的基础知识,移动机器人用的电机类型、性能、传动构成、使用方法、驱动与控制电路,电机安装的简单方法,电机的开环和闭环控制的基本知识、系统构成、反馈元件简易制作、PID控制方法等。本书涉及的理论并不十分高深,也没有复杂的数学公式,重点在解答读者亲手制作机器人的过程中可能遇到的各种实际问题,讲述实践经验,传授有关机器人的基本原理和工程知识。
本书可作为大专院校理工科学生补充机械电子学、机器人工程
、人工智能、计算机控制、生产过程自动化等领域知识的参考书,还可作为广大机电技术爱好者的课外读物。
样章试读
目录
- 第1章 机器人移动基础知识
1.1 机器人的定位
1.2 直流电机的发展历程
1.3 直流电机的效率
1.4 电机导致的不利因素
第2章 电机的类型
2.1 电机类型的选择
2.2 直流电机
2.3 舵机
2.4 步进电机
2.5 机器人功率的计算
2.6 地形和碎石的影响
第3章 直流电机
3.1 电机类型的选择
3.2 速度与转矩——齿轮对电机的影响
3.3 电机轴
3.4 其他问题——寿命、噪声与制动
3.5 选购电机
第4章 舵机
4.1 选择适用的舵机
4.2 确定和增加舵机的输出力矩
4.3 确定舵机的速度
4.4 舵机的强度
4.5 舵机的控制
4.6 其他舵机控制器
4.7 舵机的其他用途
第5章 步进电机
5.1 本章不涉及的内容
5.2 步进电机的选择
5.3 步进电机的类型和接线
5.4 如何获得步进电机
5.5 常用步进电机接线列表
第6章 安装电机
6.1 平衡、对称、同轴排列
6.2 电机固定支架
6.3 无支架电机安装方式
第7章 电机控制基础
7.1 若干约定
7.2 直流H桥集成功放电路驱动原理
7.3 反向电动势和续流二极管
7.4 简单小电流H桥集成功放电路的设计
7.5 小电流H桥集成功放电路的改进设计
7.6 H桥集成功放电路芯片
7.7 大电流直流电机驱动器
7.8 导线的规格
7.9 脉宽调制(PWM)技术及其应用
7.10 步进电机驱动芯片
7.11 电流反馈和过电流保护
第8章 电机的闭环反馈控制
8.1 编码器和里程计
8.2 增量式轴编码器的制作
8.3 轴编码器和模拟转速计
8.4 电机的反馈控制算法
8.5 绝对式编码器
第9章 微控制器的电气接口
9.1 电源
9.2 器件连接
9.3 微控制器、计算机的输入/输出接口
9.4 缓冲器和串行接口实例——步进信号和PWM
第10章 车轮和履带
10.1 车轮直径、转矩及速度
10.2 车轮和履带的选择
10.3 车轮的种类及选购
10.4 履带的种类和选购
10.5 轴的安装
10.6 样机
第11章 多足步行机器人
11.1 双足及多足机器人
11.2 简单传动机构
11.3 常用连接设备
11.4 多个舵机的安装
11.5 步态
11.6 力/触觉反馈
附录
附录A 术语及其解释
附录B 表格、公式、单位换算
附录C 参考资料
索引