本書系統(tǒng)講解了機器人學涉及到的基本知識，涵蓋了機器人硬件、軟件、控制以及制作多個方面的內(nèi)容。初學者可以通過本書了解機器人相關各領域的基本知識，明白機器人是怎樣構成的、如何工作的以及如何自己動手實現(xiàn)一個簡單的機器人。為了適合不同層次的機器人愛好者的學習需求，本書對一些深奧的數(shù)學或物理知識進行了簡要說明，即使不參考專業(yè)書籍也可以通讀本書。
本書特點
本書的目的是讓即使此前沒有掌握機器人相關知識的讀者，也能獲取機器人的相關基礎知識，并能自制機器人。本書首先介紹與機器人技術相關的各個領域的基礎知識，之后通過雙足步行機器人的制作實踐，幫助讀者
了解機器人技術的整體情況，進而將課堂和講義上學到的知識和實際應用相結合。
本書的內(nèi)容涉及面廣，為了方便初學者學習，有些地方省略了對個別知識和技術的詳細說明（如逆運動學和程序語言等）。如果讀者對這些技術感興趣，請參考相關專業(yè)書籍，當然，即使不參考專業(yè)書籍，也可以通讀本書。
必要的預備知識
閱讀本書需要讀者具備高中水平的數(shù)學、物理知識，如果是高等職業(yè)學校的學生，讀懂本書應該沒有問題。另外，各章的開頭會介紹該章的主要內(nèi)容，希望這對大家的預習和復習能有幫助。
第2版序
第1版序
前言
第1章 導言1
1.1 什么是機器人1
1.2 機器人的三大構成要素3
1.2.1 感知和認識系統(tǒng)3
1.2.2 判斷和擬定系統(tǒng)4
1.2.3 機構和控制系統(tǒng)6
第2章 機器人的歷史9
2.1 從古代自動裝置到現(xiàn)代機器人9
2.1.1 自動人偶12
2.1.2 19世紀的藝術與技術13
2.1.3 日本的戲法/機關人偶14
2.1.4 20世紀科幻小說
中的機器人14
2.1.5 現(xiàn)代機器人15
2.2 工業(yè)用機器人16
2.2.1 機械臂和工業(yè)用機器人16
2.2.2 有關工業(yè)用機器人
的標準化17
2.3 智能機器人17
第3章 機器人的構造20
3.1 人形機器人的構成20
3.1.1 運動性能21
3.1.2 用于感知環(huán)境的
傳感器23
3.1.3 從信息識別到動作
生成24
3.2 人形機器人的信息處理流
程、傳感器和手臂29
3.2.1 人形機器人的信息
處理流程29
3.2.2 人形機器人的傳感器30
3.2.3 人形機器人的手臂33
第4章 電動機35
4.1 電動機的基礎35
4.1.1 磁鐵與磁場35
4.1.2 電流引起的磁場36
4.1.3 磁場中的電流37
4.2 電動機的種類39
4.2.1 直流電動機39
4.2.2 步進電動機42
4.2.3 交流電動機43
4.3 伺服系統(tǒng)46
4.3.1 伺服系統(tǒng)的基本構成46
4.3.2 R/C伺服電動機47
4.4 運動與力49
4.4.1 旋轉(zhuǎn)運動和往返運動49
4.4.2 力、力矩、功率50
4.4.3 連桿機構51
4.5 其他致動器53
4.5.1 直動致動器53
4.5.2 振動致動器54
第5章 傳感器58
5.1 概述58
5.2 外部傳感器60
5.2.1 CCD攝像頭（視覺
傳感器、全方位
傳感器）60
5.2.2 傳聲器（聽覺傳感器）62
5.2.3 觸控傳感器（觸覺
傳感器）62
5.2.4 超聲波傳感器
（距離傳感器）63
5.3 內(nèi)部傳感器64
5.3.1 電位計（接觸式角度
傳感器）64
5.3.2 光學式旋轉(zhuǎn)編碼器（非
接觸式角度傳感器）65
5.3.3 轉(zhuǎn)速計（角速度
傳感器）66
5.3.4 陀螺儀傳感器（方位
角傳感器）66
第6章 機構與運動72
6.1 機器人的關節(jié)機構72
6.1.1 直角坐標機器人75
6.1.2 圓柱坐標機器人75
6.1.3 極坐標機器人75
6.1.4 多關節(jié)機器人75
6.2 動作的產(chǎn)生78
6.3 移動機構79
6.3.1 車輪移動的基本機構79
6.3.2 機器人用的移動機構81
6.3.3 用腿來移動的機構82
第7章 信息處理 84
7.1 計算機的組成84
7.1.1 計算機的處理流程84
7.1.2 計算機的體系結構85
7.2 計算機的指令87
7.2.1 執(zhí)行指令的流程87
7.2.2 計算機的極限88
7.3 CPU89
7.3.1 CPU的發(fā)展89
7.3.2 計算機的運行速度、
I/O端口和存儲器91
7.4 程序開發(fā)93
7.5 計算機控制系統(tǒng)96
7.5.1 控制系統(tǒng)的構成96
7.5.2 電動機控制程序97
7.6 人形機器人編程102
第8章 行動的計劃和實行105
8.1 經(jīng)典體系結構105
8.2 基于反射行為的體系結構106
8.3 基于反射行為的體系
結構示例107
8.4 計劃行為109
8.4.1 測量和移動的誤差112
8.4.2 誤差估計時間112
8.4.3 人的引導112
第9章 網(wǎng)絡協(xié)作與發(fā)展115
9.1 網(wǎng)絡技術的發(fā)展115
9.1.1 計算機通信發(fā)展的
歷程115
9.1.2 有線網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡116
9.2 機器人的網(wǎng)絡安裝116
9.3 與云服務器協(xié)作的機器人117
9.4 網(wǎng)絡連接的世界“IoT”118
第10章 機器人制作實踐120
10.1 驅(qū)動機器人的軟件 Robo-
vie Maker2120
10.1.1 運行環(huán)境120
10.1.2 RobovieMaker2
的安裝121
10.1.3 CPU板與PC
的連接121
10.1.4 創(chuàng)建機器人項目123
10.1.5 基本操作126
10.1.6 連接CPU板和伺
服電動機并啟動129
10.2 制作動作的實踐134
10.2.1 伺服電動機的位置
校正134
10.2.2 基準姿勢134
10.2.3 伺服電動機的位置
校正步驟135
10.2.4 步行動作的制作141
10.2.5 步行動作中的姿勢
的執(zhí)行順序145
10.3 鋁加工146
10.3.1 材料146
10.3.2 工具146
10.3.3 鋁的鈑金作業(yè)工序147
10.3.4 各鈑金的尺寸數(shù)據(jù)154
10.4 機器人組裝（鋁加工版）159
10.4.1 所需的零件159
10.4.2 機器人的組裝161
10.5 3D打印機167
10
書單推薦
