服务机器人系统设计 本书特色

本书基于服务机器人的发展现状和技术要点, 系统讲述了服务机器人系统设计的关键技术。主要内容包括: 机器人的产生与发展、服务机器人的移动机构、服务机器人的机械臂、服务机器人的驱动与控制、服务机器人的运动分析、服务机器人的路径规划、服务机器人的感知、服务机器人的操作系统、服务机器人未来展望。

本书注重理论与实践的结合, 在讲解服务机器人系统设计关键技术的基础上, 通过实例解析对理论知识进行应用性讲解, 增强了本书的可读性与实用性。

本书可为从事机器人研究和应用工作的技术人员提供帮助, 也适合高等院校相关专业师生学习参考。

服务机器人系统设计 内容简介

1、本书基于服务机器人的发展现状和技术要点，系统讲述了服务机器人系统设计的关键技术。

2、以浅显的图文并茂的方法讲解复杂的算法理论。

3、本书注重理论与实践的结合，在讲解服务机器人系统设计关键技术的基础上，通过实例解析对理论知识进行应用性讲解。

4、本书对机器人的机械系统、执行单元、传感器、驱动与控制机构、坐标变换、运动分析、路径规划以及机器人的操作系统等做了详细讲解。

服务机器人系统设计 目录

第1 章　绪论　/ 1

1.1　机器人的定义、应用与发展　/ 2

1.1.1　机器人的应用　/ 2

1.1.2　机器人的发展　/ 4

1.2　服务机器人　/ 8

1.3　服务机器人的结构与分类　/ 10

1.3.1　服务机器人的结构　/ 10

1.3.2　服务机器人的分类　/ 12

1.4 　服务机器人控制的主要内容　/ 18

参考文献　/ 19



第2 章　服务机器人的移动机构　/ 20

2.1　移动机构　/ 21

2.1.1　单轮移动机构　/ 21

2.1.2　两轮差动配合小万向轮机构　/ 22

2.1.3　全向轮式移动机构　/ 23

2.1.4　履带式移动机构　/ 23

2.1.5　足式机构　/ 24

2.2　设计举例　/ 26

2.2.1　轮式移动服务机器人底盘　/ 26

2.2.2　双足步行机器人　/ 29

2.2.3　履带式机器人底盘　/ 31

参考文献　/ 35



第3 章　服务机器人的执行单元　/ 36

3.1　服务机器人的机械臂　/ 37

3.1.1　四自由度机械臂　/ 39

3.1.2　六自由度机械臂　/ 42

3.2　机械手　/ 46

3.2.1　二指机械手　/ 46

3.2.2　三指机械手　/ 49

3.2.3　五指机械手　/ 52

3.3　其他执行单元　/ 53

3.3.1　腕部　/ 53

3.3.2　其他机械手　/ 54

3.3.3　其他机械臂 　/ 55

参考文献　/ 55



第4 章　服务机器人的驱动与控制　/ 56

4.1　电机的选择与分类　/ 57

4.2　电机的控制　/ 61

4.2.1　直流电机的基本特性　/ 61

4.2.2　转速控制 　/ 61

4.2.3　转向控制　/ 64

4.2.4　电机控制实例　/ 68

4.3　服务机器人的控制　/ 70

4.3.1　经典PID 控制　/ 70

4.3.2　智能PID 整定概述　/ 74

参考文献　/ 79



第5 章　服务机器人的运动分析　/ 80

5.1　服务机器人的位置运动学　/ 81

5.1.1　位置方位描述　/ 81

5.1.2　位置信息与传感器　/ 82

5.1.3　坐标变换　/ 86

5.1.4　齐次变换及运算　/ 92

5.2　服务机器人的微分运动与动力学分析　/ 94

5.2.1　底盘运动学分析——双轮　/ 94

5.2.2　底盘运动学分析——全向轮　/ 96

5.3　服务机器人的正逆运动学问题　/ 104

5.3.1　刚体的描述　/ 105

5.3.2　正逆运动学问题 　/ 106

5.3.3　机械臂的正逆运动学　/ 107

参考文献　/ 111



第6 章　服务机器人的路径规划　/ 112

6.1　服务机器人的路径规划分类　/ 113

6.1.1　离线路径规划　/ 114

6.1.2　在线路径规划　/ 115

6.1.3　其他路径规划算法　/ 117

6.2　经典路径规划方法　/ 118

6.2.1　人工势场法　/ 118

6.2.2　A* 算法　/ 122

6.2.3　遗传算法　/ 128

6.3　服务机器人路径规划优化　/ 135

6.3.1　人工势场法的改进　/ 135

6.3.2　A* 算法的改进　/ 137

6.3.3　遗传算法的改进　/ 140

6.3.4　服务机器人路径规划技术发展　/ 142

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