本課程為理論與實踐緊密結(jié)合的機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)課程，面向?qū)C(jī)器人感興趣并希望全面提高自身的機(jī)器人認(rèn)知水平與創(chuàng)造發(fā)明能力的學(xué)生。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將對機(jī)器人的定義、歷史、發(fā)展現(xiàn)狀有系統(tǒng)的認(rèn)知，并且通過動手實踐來掌握機(jī)器人幾大要素：控制器(大腦)、傳感器(感官)、機(jī)械(骨骼)、電源(心臟)等方面的相關(guān)基礎(chǔ)知識。此外，還將從典型的機(jī)器人應(yīng)用：智能機(jī)器人、仿人機(jī)器人、類人機(jī)器人、網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人、3D打印機(jī)器人等方面深入
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目錄
第1章 機(jī)器人概述 1
1.1 機(jī)器人的歷史 1
1.1.1 早期機(jī)器人的出現(xiàn) 1
1.1.2 兩次機(jī)器革命 3
1.1.3 現(xiàn)代機(jī)器人的產(chǎn)生 5
1.1.4 機(jī)器人在我國的發(fā)展 7
1.1.5 重慶打造機(jī)器人之都 9
1.2 機(jī)器人的定義 11
1.2.1 我們身邊的機(jī)器人 12
1.2.2 什么是機(jī)器人 13
1.3 機(jī)器人的種類 16
1.4 發(fā)展機(jī)器人的意義 19
1.4.1 機(jī)器人三原則 19
1.4.2 機(jī)器人的意義 23
1.4.3 機(jī)器人與人 24
第2章 機(jī)器人語言與編程 27
2.1 機(jī)器人語言——Arduino 27
2.1.1 什么是Arduino 27
2.1.2 Arduino語言基礎(chǔ) 29
2.2 Arduino的安裝與編譯環(huán)境 34
2.2.1 安裝Arduino驅(qū)動 34
2.2.2 下載一個程序 40
2.3 Arduino編程入門實驗 42
第3章 機(jī)器人的大腦 44
3.1 探索機(jī)器人的大腦 44
3.1.1 “更深的藍(lán)”戰(zhàn)勝了什么 44
3.1.2 機(jī)器人的控制器 46
3.1.3 機(jī)器人大腦與人腦的差異 47
3.2 機(jī)器人的腦細(xì)胞——電子元器件 50
3.2.1 電阻 50
3.2.2 電容 51
3.2.3 半導(dǎo)體 53
3.3 機(jī)器人的腦神經(jīng)——集成電路 55
3.3.1 什么是集成電路 56
3.3.2 集成電路的分類 58
3.3.3 集成電路的表示 60
3.4 實驗 61
3.4.1 LED控制閃爍實驗 61
3.4.2 交通燈設(shè)計實驗 63
3.4.3 Arduino教學(xué)機(jī)器人硬件組裝 64
第4章 機(jī)器人的感官 68
4.1 作為人工感官的傳感器 68
4.1.1 認(rèn)識傳感器 68
4.1.1 常見的傳感器 70
4.2 機(jī)器人的感覺器官 71
4.2.1 機(jī)器人的“眼睛” 71
4.2.2 機(jī)器人的“耳朵”和“嘴巴” 74
4.2.3 機(jī)器人的“鼻子” 75
4.2.4 機(jī)器人的“觸覺” 77
4.3 實驗 78
4.3.1 LM35溫度傳感器實驗 78
4.3.2 紅外遙控實驗 80
第5章 機(jī)器人的骨骼 87
5.1 機(jī)器人末端執(zhí)行器 88
5.1.1 夾鉗式取料手 90
5.1.2 吸附式取料手 93
5.1.3 專用操作器及轉(zhuǎn)換器 95
5.1.4 仿生多指靈巧手 98
5.2 機(jī)器人手腕和臂部 100
5.2.1 手腕的分類 101
5.2.2 柔順手腕結(jié)構(gòu) 103
5.2.3 機(jī)器人手臂 104
5.3 移動式機(jī)器人 106
5.3.1 輪車機(jī)器人 106
5.3.2 兩足步行式機(jī)器人 109
5.3.3 履帶行走機(jī)器人 111
5.4 實驗 111
5.4.1 循跡小車的組裝 111
5.4.2 計算機(jī)無線遙控履帶小車組裝 119
第6章 機(jī)器人的心臟 123
6.1 機(jī)器人的動力來源 123
6.1.1 機(jī)器人的電池 123
6.1.2 干電池 126
6.1.3 鉛酸蓄電池 128
6.1.4 鎳鎘/鎳氫電池 131
6.2 機(jī)器人的驅(qū)動器 133
6.2.1 直流電機(jī) 133
6.2.2 伺服電機(jī) 135
6.3 實驗 137
6.3.1 伺服電機(jī)控制實驗 137
6.3.2 機(jī)器人運動控制實驗 142
第7章 智能機(jī)器人綜述 147
7.1 認(rèn)識智能機(jī)器人 147
7.1.1 從工業(yè)機(jī)器人到智能機(jī)器人 147
7.1.2 智能機(jī)器人的系統(tǒng)構(gòu)成 150
7.1.3 智能機(jī)器人的分類 152
7.2 智能機(jī)器人現(xiàn)狀及應(yīng)用 156
7.2.1 智能機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀 156
7.2.2 智能機(jī)器人的廣泛應(yīng)用 158
第8章 仿人機(jī)器人 161
8.1 認(rèn)識仿人機(jī)器人 161
8.1.1 從兩足機(jī)器人到仿人機(jī)器人 161
8.1.2 什么是仿人機(jī)器人 163
8.2 仿人機(jī)器人的發(fā)展及其技術(shù)探索 165
8.2.1 仿人機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀 165
8.2.2 仿人機(jī)器人的研究重點 169
8.2.3 仿人機(jī)器人的主要技術(shù) 171
8.3 仿人機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域 176
8.3.1 服務(wù)領(lǐng)域 176
8.3.2 醫(yī)療和教育領(lǐng)域 178
8.3.3 娛樂領(lǐng)域 180
8.4 最像人的機(jī)器人ASIMO 182
8.4.1 ASIMO是怎么來的 182
8.4.2 ASIMO的規(guī)格特性 184
8.4.3 ASIMO的主要功能 185
8.4.4 ASIMO的相關(guān)技術(shù) 189
第9章 網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人 194
9.1 認(rèn)識網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人 194
9.1.1 什么是網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人 194
9.1.2 網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人的作用 196
9.1.3 網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用 197
9.2 搜索引擎 198
9.2.1 什么是搜索引擎 198
9.2.2 搜索引擎工作原理 201
9.2.3 網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人在搜索引擎中的位置 201
9.3 網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人的基本原理 202
9.3.1 網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人的工作原理 202
9.3.2 網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人的搜索策略 203
9.3.3 網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人的架構(gòu) 204
9.4 互聯(lián)網(wǎng)智能機(jī)器人 205
9.4.1 移動互聯(lián)網(wǎng)催生智能機(jī)器人發(fā)展 205
9.4.2 互聯(lián)網(wǎng)智能機(jī)器人戰(zhàn)略布局要素 206
第10章 3D打印機(jī)器人 209
10.1 3D打印技術(shù) 209
10.1.1 什么是3D打印 209
10.1.2 3D打印的分類和特點 211
10.1.3 3D打印的材料 214
10.2 3D打印的應(yīng)用領(lǐng)域 219
10.2.1 工業(yè)制造 219
10.2.2 航空航天 220
10.2.3 未來建筑 221
10.2.4 醫(yī)療健康 223
10.2.5 文物保護(hù) 225
10.3 3D打印與機(jī)器人結(jié)合 226
第11章 暢想機(jī)器人的未來 229
11.1 未來機(jī)器人技術(shù)研究 229
11.2 決定機(jī)器人未來發(fā)展的因素 230
11.3 機(jī)器人的未來發(fā)展趨勢 232
參考文獻(xiàn) 234
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