全新揭开机器人的面纱邹慧君,梁庆华 主编9787111521303

前言
章走近机器人世界
1.1机器人是什么
1.2机器人发展的故事
1.2.1早期机器人发展中的趣事
1.2.2近代机器人的发展
1.3机器人的分类
1.3.1按用途分类
1.3.2按使用场所分类
1.3.3按控制方式分类
1.4机器人的组成概述
1.4.1电动-机械式机器人
1.4.2机电一体化式机器人
第2章机人——机器人是如何构成的
2.1电动―机械式机器人的认知
2.2敲锣打鼓的圣诞老人
2.2.1敲锣打鼓圣诞老人的功能
2.2.2敲锣打鼓圣诞老人的内部机械结构
2..敲锣打鼓机器人的整体结构方案
2.2.4敲锣打鼓机器人机壳的合理设计
.机电一体化式机器人的认知
..1动作多变的敲锣打鼓机器人的功能
..2机电一体化式敲锣打鼓机器人的整体结构布置
2.4机械式机器人和机电一体化式机器人的对比
2.4.1驱动方式上的对比
2.4.2结构组成上的对比
第3章产生各种动作的载体——机器人机构
3.1一些术语
3.1.1自由度
3.1.2运动副与关节
3.1.3连杆
3.1.4工作空间
3.2用简图表达想法
3.2.1运动副的简化表达
3.2.2常见传动的简化表示
3..如何表达构件
3.2.4牛刀小试
3.3人体机械化与机械仿生化
3.3.1的人体
3.3.2工业机器人的执行系统构成
3.4形形色色的机器人执行机构
3.4.1灵活善变的机械手机构
3.4.2多自由度腕部机构
3.4.3远攻近打的手臂机构
3.4.4形式多样的行走机构
第4章机器人的感官与控制
4.1人与机器人
4.2机器人中的子系统
4.3机器人的器官——传感器
4.3.1检测旋关节动位置的传感器
4.3.2检测光线变化的传感器
4.3.3红外线与红外传感器
4.3.4移动机器人中的传感器
4.3.5感觉超声波的传感器
4.3.6检测磁场变化的霍尔传感器
4.3.7激光测距传感器
4.3.8视觉传感器
4.4机器人的肌肉——驱动器
4.4.1直流电动机
4.4.2步进电动机
4.4.3舵机
4.4.4交流伺服电动机
4.5机器人的神经与大脑——控制系统
4.5.1机器人的构造与坐标系
4.5.2机械臂的运动位置计算
4.5.3控制机器人的计算机
4.5.4计算机的输入输出接口
4.5.5计算机编程语言
4.5.6机器人语言
4.5.7机器人的控制形式
第5章活泼有趣的玩具机器人
5.1玩具机器人的基本要求和主要特点
5.1.1玩具机器人的基本要求
5.1.2玩具机器人的主要特点
5.2玩具机器人的主要类型和基本状况
5.2.1发条型玩具机器人
5.2.2电动型玩具机器人
5..机电一体化型玩具机器人
5.3发条型玩具机器人的设计与应用
5.3.1发条传动箱
5.3.2发条玩具机器人——猴子翻筋斗机器人
5.4电动型玩具机器人的设计和应用
5.4.1电动传动箱
5.4.2直流电动机内部结构和齿轮减速器
5.4.3电动型玩具机器人——两足行走的玩偶机器人
5.5程序控制型玩具机器人的设计与应用
5.5.1玩具机器人中的关节运动
5.5.2玩具机器人的遥控原理
5.5.3玩具机器人的计算机程序控制
5.5.4仿人型机器人的机构运动
第6章巧妙的古代机器人
6.1的木牛流马
6.2司方如一的指南车
6.3记里鼓车
6.4古代机器人之光
6.4.1会唱歌的机器鸟
6.4.2茶道机器人
第7章会思考、能应变的智能机器人
7.1科幻电影与智能机器人
7.2智能机器人的今生往昔
7.2.11939年.个现代意义的机器人的诞生
7.2.21954年.台可编程的工业机器人
7..156年.次聚焦在机器人上的智慧碰撞
7.2.41962年.“有感知”的机器人问世
7.2.51968年.台具有推理、判断和决策的智能机器人
7.3深入了解智能机器人
7.3.1智能是什么？
7.3.2什么是智能机器人?
7.4智能服务机器人
7.4.1移动机器人管家―赫布（HERB）
7.4.2情感与意识机器人―比娜（BINA）
7.4.3混合辅肢体―哈尔（HAL）
7.4.4洗头机器人
7.4.5辅医疗机器人——卡斯帕（KASPAR）
7.5智能手术机器人
7.5.1智能手术机器人的原理和分类
7.5.2监控型外科手术机器人
7.5.3共享控制外科手术机器人
7.5.4远程遥控手术机器人
7.6智能科考机器人
7.6.1海洋冲浪科考机器人
7.6.2火星探险机器人
7.7智能军用机器人
7.7.1地面军用后勤机器人——狗7.7.2水下军用机器人
7.7.3自主水下军用机器人（U）―
7.7.4空中军用机器人——“捕食者”机
7.8从孙悟空看机器人伦理的发展
7.8.1从孙悟空看机器人的成长
7.8.2从孙悟空看机器人伦理学的发展
7.8.3从孙悟空看人类与机器人的相处之道
第8章简易仿生机器人的创意与制作
8.1简易仿生机器人的创意模型
8.1.1组件
8.1.2传动机构
8.1.3机器人的制作
8.2形形色色的仿生机器人
8.2.1爬横杆机器人
8.2.2步行机器人
8..推车机器人
8.2.4滑雪机器人
8.2.5爬缆绳机器人
8.3创意设计
8.3.1爬阶梯机器人的创意设计
8.3.2爬直杆机器人的设计与制作
8.3.3爬竹梯机器人的设计和制作
第9章智能循迹机器人的设计与制作
9.1循迹机器人的行走系统
9.1.1小车的结构
9.1.2动力系统
9.1.3电源
9.1.4电动机驱动模块
9.1.5电动机转速控制
9.1.6轮子的转向
9.2机器人的视觉
9.2.1光电传感器
9.2.2模数转换
9..光电传感器的安装
9.3机器人的脑9.3.1控制芯片
9.3.2控制系统全貌
9.3.3电路连接
9.4给“大脑”植入思想
9.4.11个光传感器的控制算法
9.4.22个光传感器的控制算法
9.4.33个光传感器的控制算法
9.4.45个光传感器的控制算法
9.4.5一个巡线实例
0章模块化仿人型机器人的组装与调试
10.1BioROBO模块化机器人的装配
10.2BioROBO模块化机器人的关节动力
10.3BioROBO模块化机器人的控制模式
10.4BioROBO模块化机器人的运动控制
10.5BioROBO模块化机器人参加竞赛的种类
10.6BioROBO模块化机器人动作评参标准
10.7BioROBO模块化机器人单关节运动控制实验练习
10.8BioROBO模块化机器人多关节组合运动控制实验练习
10.9BioROBO模块化机器人复杂动作设计练习
参考文献

机器人是在人类文明发展过程中承载着美好梦想的奇妙产物。由于是人们奇思妙想创造的各种各样的机器人，代替人去体力劳动、去脑力劳动、去娱乐、去打仗、去日行千里、去凌空飞翔等等。关于机器人的创造活动据说已有3000年的历史，它使漫长的历史长河中充满着幻想、诗意和创造，推动着科技进步。在中国古代，天兵天将的斗法、智勇七侠五义的绝技以及七十二变的孙悟空等等，都充满人类的智慧，使机器人的形象更加充满了色彩和不可捉摸。机器人是什么？在每个人的头脑中会有各种各样的。如何去创造机器，也会有多种多样的办法。
    由于机器人的多样、感和妙趣横生，会吸引青少年的关注，所以在中小学中都会用创造机器人来培育新思，培养创新能力。
    《揭开机器人的面纱》是一本帮青少年朋友去认识机器人、创造机器人的科普书，其重点是想对机器人“揭开面纱”。由于机器人至今还使人有神秘感，需要我们去揭开面纱，认识机器人的基本组成和工作原理，帮青少年举一反三地创造新颖的机器人。
    什么是机器人？机器人是替代人类劳动(包括智力劳动和体力劳动)的自动化装置。机器人的本质是一种机械装置，它实复杂多变的机械动作，这些动作必须由相应的执行机构来完成。
    机器人所需实现的一系列机械动作是依靠“自动化”来完成的。如何实现自动化？归纳起来有四种：机械自动化、电气自动化、化和智能化。也就是说，机器人的不同层次，靠的是不同的自动类型。
    对于常用的机电一体化式机器人，它应具备三种主要的功能：感受某些信息的能力、信息处理及控制的能力以及实现可变动作的能力。它相应的组成部分有：传感检测模块、信息处理及控制模块以及实现可控动作的执行机构。由此看来，只要掌握好三个组成部分的基本工作原理和选用知识，就有可能来创造出多种用途的机电一体化式机器人。
    本书内容包括10章。
    章~第4章机器人技术基础：包括机器人的构成、机器人的机构以及机器人的感官与控制。
    第5章~第7章形形色色的机器人：玩具机器人、古代机器人、智能机器人。
    第8章~0章自己动手搭建机器人，包括简易仿生机器人的制作，智能循迹机器人的设计与制作，模块化仿生机器人的组装。
    本书由邹慧君、梁庆华担任主编及通稿。各章具体由下列人员编写：上海交通大学邹慧君编写章、第2章、第5章；上海交通大学梁庆华编写第3章、第6章；上海大学李维编写第4章；上海市世界外国语中学聂亮编写第7章；上海市科技艺术教育中心葛智伟编写第8章；上海市金山区青少年活动中心陆广琴编写第9章；上海交通大学高雪官编写0 章。由于编者水平有限，书中疏漏和欠妥之处在所难免，恳请读者不吝指正。
    编者

本书不仅介绍了机器人的技术基础知识：包括机器人的构成、机器人的机构以及机器人的感官与控制；形形色色的机器人：玩具机器人、古代机器人、智能机器人。还给出了如何自己动手搭建机器人实例，包括简易仿生机器人的制作，智能循迹机器人的设计与制作，模块化仿生机器人的组装。使学生在学习的过程中，能够动手制作机器人。通过一个个形式多样、妙趣横生的制作过程，激发了学生的新思和培养了创新能力。