目录
第1章 机器人概述 1
1.1 机器人的历史 1
1.1.1 早期机器人的出现 1
1.1.2 两次机器革命 3
1.1.3 现代机器人的产生 5
1.1.4 机器人在我国的发展 7
1.1.5 重庆打造机器人之都 9
1.2 机器人的定义 11
1.2.1 我们身边的机器人 12
1.2.2 什么是机器人 13
1.3 机器人的种类 16
1.4 发展机器人的意义 19
1.4.1 机器人三原则 19
1.4.2 机器人的意义 23
1.4.3 机器人与人 24
第2章 机器人语言与编程 27
2.1 机器人语言——Arduino 27
2.1.1 什么是Arduino 27
2.1.2 Arduino语言基础 29
2.2 Arduino的安装与编译环境 34
2.2.1 安装Arduino驱动 34
2.2.2 一个程序 40
2.3 Arduino编程入门实验 42
第3章 机器人的大脑 44
3.1 探索机器人的大脑 44
3.1.1 “更深的蓝”战胜了什么 44
3.1.2 机器人的控制器 46
3.1.3 机器人大脑与人脑的差异 47
3.2 机器人的脑细胞——电子元器件 50
3.2.1 电阻 50
3.2.2 电容 51
3.2.3 半导体 53
3.3 机器人的脑神经——集成电路 55
3.3.1 什么是集成电路 56
3.3.2 集成电路的分类 58
3.3.3 集成电路的表示 60
3.4 实验 61
3.4.1 LED控制闪烁实验 61
3.4.2 交通灯设计实验 63
3.4.3 Arduino教学机器人硬件组装 64
第4章 机器人的感官 68
4.1 作为人工感官的传感器 68
4.1.1 认识传感器 68
4.1.1 常见的传感器 70
4.2 机器人的感觉器官 71
4.2.1 机器人的“眼睛” 71
4.2.2 机器人的“耳朵”和“嘴巴” 74
4.2.3 机器人的“鼻子” 75
4.2.4 机器人的“触觉” 77
4.3 实验 78
4.3.1 LM35温度传感器实验 78
4.3.2 红外遥控实验 80
第5章 机器人的骨骼 87
5.1 机器人末端执行器 88
5.1.1 夹钳式取料手 90
5.1.2 吸附式取料手 93
5.1.3 专用操作器及转换器 95
5.1.4 仿生多指灵巧手 98
5.2 机器人手腕和臂部 100
5.2.1 手腕的分类 101
5.2.2 柔顺手腕结构 103
5.2.3 机器人手臂 104
5.3 移动式机器人 106
5.3.1 轮车机器人 106
5.3.2 两足步行式机器人 109
5.3.3 履带行走机器人 111
5.4 实验 111
5.4.1 循迹小车的组装 111
5.4.2 计算机无线遥控履带小车组装 119
第6章 机器人的心脏 123
6.1 机器人的动力来源 123
6.1.1 机器人的电池 123
6.1.2 干电池 126
6.1.3 铅酸蓄电池 128
6.1.4 镍镉/镍氢电池 131
6.2 机器人的驱动器 133
6.2.1 直流电机 133
6.2.2 伺服电机 135
6.3 实验 137
6.3.1 伺服电机控制实验 137
6.3.2 机器人运动控制实验 142
第7章 智能机器人综述 147
7.1 认识智能机器人 147
7.1.1 从工业机器人到智能机器人 147
7.1.2 智能机器人的系统构成 150
7.1.3 智能机器人的分类 152
7.2 智能机器人现状及应用 156
7.2.1 智能机器人的发展现状 156
7.2.2 智能机器人的广泛应用 158
第8章 仿人机器人 161
8.1 认识仿人机器人 161
8.1.1 从两足机器人到仿人机器人 161
8.1.2 什么是仿人机器人 163
8.2 仿人机器人的发展及其技术探索 165
8.2.1 仿人机器人的发展现状 165
8.2.2 仿人机器人的研究重点 169
8.2.3 仿人机器人的主要技术 171
8.3 仿人机器人的应用领域 176
8.3.1 服务领域 176
8.3.2 医疗和教育领域 178
8.3.3 娱乐领域 180
8.4 *像人的机器人ASIMO 182
8.4.1 ASIMO是怎么来的 182
8.4.2 ASIMO的规格特性 184
8.4.3 ASIMO的主要功能 185
8.4.4 ASIMO的相关技术 189
第9章 网络机器人 194
9.1 认识网络机器人 194
9.1.1 什么是网络机器人 194
9.1.2 网络机器人的作用 196
9.1.3 网络机器人技术的应用 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 网络机器人在搜索引擎中的位置 201
9.3 网络机器人的基本原理 202
9.3.1 网络机器人的工作原理 202
9.3.2 网络机器人的搜索策略 203
9.3.3 网络机器人的架构 204
9.4 互联网智能机器人 205
9.4.1 移动互联网催生智能机器人发展 205
9.4.2 互联网智能机器人战略布局要素 206
第10章 3D打印机器人 209
10.1 3D打印技术 209
10.1.1 什么是3D打印 209
10.1.2 3D打印的分类和特点 211
10.1.3 3D打印的材料 214
10.2 3D打印的应用领域 219
10.2.1 工业制造 219
10.2.2 航空航天 220
10.2.3 未来建筑 221
10.2.4 医疗健康 223
10.2.5 文物保护 225
10.3 3D打印与机器人结合 226
第11章 畅想机器人的未来 229
11.1 未来机器人技术研究 229
11.2 决定机器人未来发展的因素 230
11.3 机器人的未来发展趋势 232
参考文献 234
本课程为理论与实践紧密结合的机器人技术基础课程，面向对机器人感兴趣并希望全面提高自身的机器人认知水平与创造发明能力的学生。通过本课程的学习，学生将对机器人的定义、历史、发展现状有系统的认知，并且通过动手实践来掌握机器人几大要素：控制器(大脑)、传感器(感官)、机械(骨骼)、电源(心脏)等方面的相关基础知识。此外，还将从典型的机器人应用：智能机器人、仿人机器人、类人机器人、网络机器人、3D打印机器人等方面深入讲解智能机器人的应用发展。学生通过对机器人的综合设计及算法编程，学习机器人原理及相关知识，掌握机器人的软硬件原理、设计方法、基本算法和基本技能，结合实际，理解机器人科学技术与应用的重要性，形成健康应用机器人的习惯，积极尝试应用机器人解决实际问题。
智能机器人,基本知识
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