竞赛机器人设计与实践

出版者:科学

作者:郭洪红

页数:255

出版时间:2012-1

价格:36.00元

isbn号码:9787030330475

具体描述

《竞赛机器人设计与实践》重点介绍竞赛机器人的设计过程，重点说明了竞赛机器人的机械部分、电子电路部分、程序设计部分的设计思想及方法。全书以三种具体的竞赛机器人为例，分别详细说明了竞赛机器人比赛的特点及要求，机械部分的设计过程，电子电路部分的电机、传感器、CPU、电源的选择及电路板的设计过程，程序设计过程；同时在每章当中穿插了一些机械、电子、程序方面的基础知识。

《竞赛机器人设计与实践》涉及的理论知识并不高深，没有枯燥的数学公式，特别介绍了在设计制作机器人过程中会遇到的各种实际问题，是作者的实践经验总结，实用性较强。

《竞赛机器人设计与实践》可作为工科院校师生补充机械电子学、人工智能、计算机控制、机械制造等领域知识的参考书，还可作为广大机电技术爱好者的参考资料，对欲参加机器人大赛、电子设计大赛等比赛的读者也有很高的参考价值。

目录信息

第1章 绪论 1．1 机器人比赛的发展 1．2 机器人比赛的特点 1．3 机器人比赛的分类 1．4 机器人比赛的场地及环境 1．5 机器人比赛的要求 1．6 评分标准 1．7 竞赛机器人的构成第2章 竞赛机器人的机械结构设计 2．1 机械结构设计软件Pro／ENGINEER 2．2 机械零件设计的一般准则及步骤 2．3 传动方式及通用零部件 2．4 工具准备 2．4．1 锯切工具 2．4．2 打孔工具 2．4．3 夹持定位工具 2．4．4 划线工具 2．4．5 螺丝刀 2．4．6 常用机床 2．5 常用材料 2．5．1 铝 2．5．2 轻木头 2．5．3 碳纤维 2．5．4 HDPE 2．6 竞赛机器人移动方式的选择 2．7 电机选择 2．7．1 转动惯量的物理定义 2．7．2 转动惯量与转矩的关系 2．7．3 负载惯量的计算 2．7 ，4机构经加速或减速后负载惯量的计算 2．7．5 负载转矩的计算 2．7．6 伺服电机的选用 2．7．7 步进电机的选用 2．7．8 单位换算 2．7．9 电机选用实例第3章 驱动与控制 3．1 直流电机的结构特点 3．2 PwM功率放大电路 3．2．1 直流电机的驱动 3．2．2 PwM功率放大原理 3．2．3 标准的PwM功率放大器 3．2．4 集成PWM功率放大器 3．3 直流电机的伺服控制 3．3．1 伺服系统的一般结构 3．3．2 全数字伺服系统 3．3．3 伺服系统的数字PID算法 3．3．4 使用集成电机控制器构成的电机伺服系统 3．3．5 多轴电机运动控制器简介 3．4 步进电机控制 3．4．1 步进电机的驱动 3．4．2 步进电机的单极性驱动 3．4．3 步进电机的双极性驱动 3．4．4 步进电机的细分驱动 3．4．5 步进电机的驱动电路举例 3．5 舵机驱动与控制 3．5．1 舵机的结构及工作原理 3．5．2 舵机的驱动电路 3．5．3 舵机的控制电路第4．章 无线遥控收发装置 4．1 无线遥控的基本原理 4．2 无线遥控收发模块 4．2．1 无线遥控接收模块 4．2．2 线遥控发射模块 4．3 无线遥控收发装置原理及应用 4．4 遥控距离为1000m的三通道无线遥控器的调试第5章 电源 5．1 电池 5．1．1 一次性电池 5．1．2 蓄电池 5．2 电池的选用方法 5．3 充电器／放电器 5．4 CPU用5V电源电路第6章 机器人的感觉 6．1 五官与传感器 6．2 感知与认识 6．3 机器人的传感器 6．4 开关 6．5 巡线传感器 6．5．1 红外光电反射式传感器 6．5．2 辨色传感器 6．5．3 安装与调试 6．5．4 加大检测距离的方法 6．5．5 由反射光的强度检测距离 6．6 超声波传感器 6．6．1 超声波传感器的原理 6．6．2 超声波距离传感器的应用举例 6．7 旋转编码器 6．8 陀螺 6．9 加速度传感器第7章 材料分选机器人设计案例 7．1 竞赛的基本介绍 7．1．1 比赛场地及道具 7．1．2 机器人设计与器材要求 7．1．3 比赛过程 7．1．4 计分和成绩评定方法 7．1．5 比赛要点 7．2 机械结构设计 7．2．1机构总体方案选择 7．2．2 取料器 7．2．3 乒乓球分选机构及过程 7．2．4 方块分选机构及过程 7．2．5 巡线底盘 7．3 电子部分设计 7．3．1 供电模块 7．3．2 单片机最小系统 7．3．3 传感器电路 7．3．4 舵机接口电路 7．3．5 电机驱动及接口电路 7．3．6 A段码显示电路 7．3．7 红外线接口电路 7．3．8 RS-232串行通信接口 7．3．9 控制板测试电路 7．3．10 总控制板 7．4 开发软件 7．4．1 KEIILC简介 7．4．2 KEILC的使用 7．5 STC—ISP—V3．91程序烧写软件 7．6 软件设计 7．6．1 移动模块的巡线程序设计 7．6．2 机器人方向控制程序设计第8章 搬运竞赛机器人设计案例 8．1 大赛基本介绍 8．1．1 竞赛内容 8．1．2 比赛场地及道具 8．1．3 机器人设计与器材要求 8．1．4 比赛过程 8．1．5 评分标准及方法 8．1．6 比赛要点 8．2 底盘 8．2．1 机械结构 8．2．2 电子部分 8．3 自动机器人 8．3．1 机械结构 8．3．2 电子部分 8．3．3 程序 8．4 手动机器人 8．4．1 机械结构 8．4．2 电子部分 8．4．3 程序第9章 “飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛 9．1 基本介绍 9．1．1 竞赛要求 9．1．2 整车设计思路 9．2 总体方案 9．2．1 系统总体方案的选定 9．2．2 系统总体方案的设计 9．3 智能车机械结构优化 9．3．1 智能车的整体结构 9．3．2 智能车机械机构调整 9．3．3 智能车后轮减速齿轮机构调整 9．3．4 智能车转向机构调整优化 9．3．5 其他机械结构的调整 9．4 电路设计 9．4．1 路径检测单元 9．4．2 电源管理单元 9．4．3 车速检测单元 9．4．4 电机驱动单元 9．4．5 无线调试单元 9．5 软件设计、控制策略及算法 9．5．1 总体程序设计 9．5．2 弯道策略分析 9．5．3 舵机转角控制方案 9．5．4 电机驱动控制方案 9．5．5 激光扫描方案 9．5．6 路况检测方案 9．6 系统调试 9．6．1 开发调试工具 9．6．2 仿真调试 9．7 赛车参数
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用户评价

以一个跨界学习者的角度来看，《信号处理与现代通信原理》这本书的结构设计简直是一次绝妙的智力冒险。我本职是做数据分析的，对傅里叶变换、Z变换这些概念一直停留在公式记忆的层面，总觉得和实际应用有些距离。这本书的神奇之处在于，它巧妙地将抽象的数学工具与具体的通信场景（如调制解调、信道编码）紧密结合。作者没有让读者在纯数学的泥潭里挣扎，而是每引入一个复杂的概念，马上就会通过一个实际的例子来锚定它。比如，在讲解卷积时，它立刻联系到了滤波器的设计，让人豁然开朗。它的叙述风格非常注重逻辑的连贯性，从时域分析平滑过渡到频域分析，再到随机过程，每一步的推导都像是在引导你完成一次思维的升级。更让我惊喜的是，书后附带的MATLAB/Python代码示例，清晰地展示了如何用编程语言重现书中的理论结果，这对于巩固理解起到了决定性作用。这本书不是让你“背会”原理，而是让你“理解”原理背后的力量。

这本书《高级光学成像系统设计与优化》的深度和广度令人叹为观止，它完全颠覆了我对传统光学教科书那种枯燥、偏重于几何光学的刻板印象。它更像是一本面向实际工程应用的“工具箱”。作者的叙述节奏非常快，从阿贝衍射极限的理论基础迅速切入到实际的光学传递函数（OTF）的测量与补偿。书中花了大量篇幅讨论现代成像系统中的非理想因素，比如镜头像差的量化分析、传感器噪声模型的建立以及如何在软件层面进行反卷积以增强图像质量。我印象最深的是关于“自适应光学”那一章，作者用清晰的框图展示了波前传感器和变形镜的协同工作原理，这种前沿技术的系统性介绍在同类书籍中非常罕见。对于从事精密仪器、生物医学成像或遥感技术的人来说，这本书提供的不仅是知识，更是一套解决复杂成像难题的思考框架和技术路径。阅读过程中，我感觉自己像是在跟一位经验丰富的大型光学项目总设计师对话。

读完《现代材料科学导论》，我最大的感受是作者成功地将宏观的工程应用和微观的量子力学原理编织成了一张密不透缝的知识网络。这本书的章节安排极具匠心，它没有遵循传统的元素周期表顺序，而是从结构、性能、制备三个维度进行交叉讲解。例如，在讨论半导体材料时，它会立刻引入能带理论来解释为什么会产生导电性差异，然后紧接着讨论如何通过掺杂来精确调控这些性能，最后再介绍晶圆生长和薄膜沉积的工艺。这种“理论-性能-制造”的闭环思维，极大地提升了学习效率。我尤其欣赏它对“缺陷工程”的阐述，清晰地揭示了材料的性能往往不是由理想晶格决定的，而是由位错、晶界等缺陷所支配的。书中对陶瓷、高分子材料和复合材料的对比分析也非常到位，使得读者能够形成一个全面的材料家族认知。对于那些希望深入理解为什么某种材料适用于特定环境的工程师而言，这本书提供的底层逻辑是极其宝贵的。

我一直致力于嵌入式系统底层驱动的开发，但总感觉在硬件抽象层（HAL）和寄存器配置上不够深入和系统化，这本《高性能微控制器编程实战》彻底改变了我的视角。这本书的侧重点非常独特，它没有停留在介绍标准库函数的使用，而是深入剖析了主流ARM Cortex-M内核的内部工作机制，比如如何精确控制时钟树的配置、中断向量表的优先级仲裁以及低功耗模式下的唤醒机制。作者在讲解DMA传输时，不仅展示了代码实现，更配上了流程图，直观地展示了数据流动的路径，这对于优化实时系统的性能至关重要。我特别喜欢其中关于“周期精确延时”的章节，提供了一套经过严格验证的算法，解决了我们在实时控制中长期困扰的精度问题。书中大量的汇编代码片段虽然初看有些挑战，但正是这些细节，帮助我理解了高级语言是如何映射到底层硬件操作的。对于那些想把微控制器性能榨干到极致的资深开发者而言，这本书记载的知识密度和实用性是无与伦比的。

这本《电子设计自动化基础与应用》简直是为我这种刚踏入电子工程领域的新手量身定做的“救命稻草”！我原以为EDA软件都是那么高深莫测，操作起来像是天书，可这本书的讲解方式简直是化繁为简的典范。它没有一上来就堆砌那些晦涩的专业术语，而是从最基础的电路图绘制规范讲起，步骤清晰得如同菜谱，让人按部就班就能完成第一个设计。尤其值得称赞的是，它对几种主流EDA工具的界面和核心功能做了详尽的对比分析，我不再需要花大量时间在不同的软件间迷失方向。作者对“仿真”这一环节的阐述尤其到位，不仅仅是教会你点击“运行”按钮，更重要的是解释了不同仿真模型的物理意义，这对于理解为什么电路会出错至关重要。读完前三章，我信心倍增，感觉自己已经能独立完成一个简单的数字逻辑电路的设计和验证流程了。这本书的图文并茂，甚至连一些复杂的约束条件的设置，都有对应的截图和详细的文字说明，极大地降低了学习曲线。对于那些想从理论走向实践的工程师或学生来说，这本书的实操价值远超其定价。