机器人探索——工程实践指南 (2008 年度畅销榜NO.4874 )

本书是以MIT的机器人设计课程为基础编写而成的，内容基本上涵盖了机器人技术的相关知识，包括机械系统构建、控制系统硬件配置、控制算法软件编制等。与其他机器人书籍不同的是，本书更注重机器人的实用技术，通过讲授比赛型机器人的制作和控制，使读者了解有关机器人的知识。更为重要的是，通过这种学习方式，可以更好地激发读者的创造性思维，提高他们工程设计及解决工程问题的能力。书中附有大量的练习和图片，可以帮助读者更好地理解和掌握所学内容。 \r\n 本书适合有一定机电技术基础的读者使用。可以作为高校的高年级本科生以及低年级研究生机器人实践课的教材。广大的机电技术爱好者也可以以此书为指导，搭建自己的机器人。

第1章 绪论\r\n 1.1 反馈控制、控制论及机器人学\r\n 1.2 玩具的启示\r\n 1.3 本书相关技术\r\n 1.4 本书结构及概要\r\n第2章 第一台机器人\r\n 2.1 交互式C语言及Handy Board控制卡\r\n 2.2 “HandyBug”机器人\r\n 2.3 第一段控制程序\r\n 2.4 Braitenberg 车\r\n 2.5 光线及接触敏感性\r\n 2.6 随机性\r\n 2.7 突发情况与后感知\r\n 2.8 小结\r\n第3章 传感器\r\n 3.1 传感器接口\r\n 3.2 传感器的制作\r\n 3.3 开关量传感器\r\n 3.4 光敏传感器电路\r\n 3.5 电阻式位置传感器\r\n 3.6 反射式光电传感器\r\n 3.7 对射式传感器\r\n 3.8 旋转编码器\r\n第4章 电机、齿轮和运动机构\r\n 4.1 直流电机\r\n 4.2 齿轮传动\r\n 4.3 电子控制\r\n 4.4 伺服电机\r\n 4.5 LEGO设计\r\n第5章 控制技术\r\n 5.1 简单反馈控制\r\n 5.2 比例微分控制\r\n 5.3 顺序控制\r\n 5.4 响应控制\r\n 5.5 小结\r\n第6章 高级传感技术\r\n 6.1 相差式旋转编码器\r\n 6.2 红外传感技术\r\n 6.3 Polaroid 6500型超声测距传感器\r\n 6.4 Sharp GP2D02型光电测距传感器\r\n 6.5 传感器数据处理\r\n附录A Handy Board控制卡系统说明\r\n附录B 机器人组装技术\r\n附录C 串行通信与数据采集\r\n附录D Handy Board控制卡性能指标\r\n附录E 交互式C语言参考\r\n附录F 机器人比赛\r\n附录G 相关信息\r\n参考文献 \r\n

机器人是20世纪人类最伟大的成就之一. 随着机器人技术的迅速发展和广泛应用, 国内越来越多的人对它产生了兴趣, 特别是很多青少年也积极投身到各类机器人的实践活动中. 中央电视台从2002年开始举办全国大学生机器人大赛以来, 更是在大学生以及相当多的中学生中掀起了一股机器人热潮. 但这也对机器人技术的知识普及和教育提出了更高的要求. 目前, 国内有关机器人技术方面的书籍包含的理论知识较多, 适合于专业人士阅读, 而面向普通爱好者的实践应用型的书籍却很少. 本书以MIT的“机器人设计”课程为基础编写而成. 作为世界上最富盛名的理工科大学, MIT在培养学生的实践能力和创新精神方面有着独特的方法. 本书作者Fred G. Martin早年曾是MIT人工智能研究小组中的学生成员. 在研究中他发现, 机器人是学习和实践各种控制理论的理想载体, 于是他和几位同事一同在MIT创立了“机器人设计”课程. 书中介绍的Handy Board控制卡和Interactive C编程语言就是作者及同事为这门课程亲手开发而成的. 这门课的教学方法比较独特, 它以机器人比赛的形式贯穿起机器人的知识学习. 机电制作和程序编写, 通过“寓教于赛”达到“寓学于乐”的目的. 目前, 类似的课程形式已在全美和其他许多国家的大学及中学机器人教育中普及. 本书内容基本上涵盖了机器人技术的相关知识, 包括机械系统构建. 控制系统硬件配置. 控制算法软件编制等. 与其他机器人教科书不同的是, 本书没有抽象的理论知识讲述, 而是更注重机器人的实用技术, 通过讲授比赛型机器人的制作和控制, 使读者掌握有关机器人的知识. 在机械系统方面, 介绍了电机. 减速齿轮. 常用机构, 以及它们之间的装配关系, 在控制硬件方面, 讲解了控制芯片和接口的原理及编程方法, 以及各种传感器的工作原理及使用方法, 控制软件方面, 除了介绍各种控制方法外, 还列举了大量实用化的控制程序. 书中附有大量的练习和图片, 可以帮助读者更好地理解所学内容. 本书还涉及许多机器人比赛设计和参赛技巧等方面的内容. 本书适合有一定机电技术基础的读者使用. 既可作为大学高年级本科生或低年级研究生机器人实践课的教材, 也可作为中学生制作机器人. 参加机器人比赛的指导书. 广大的机电技术爱好者也可以以此书作为参考, 搭建自己的机器人. 参加本书翻译工作的有刘荣（第1章. 第2章. 第6章）. 李锡江（第3章）. 石龙（第4章）. 余志伟（第5章）. 王宁（附录A）. 张厚祥（附录B）. 孙明磊（附录C）. 衡进（附录D）. 吴跃民（附录E）. 于占泉（附录F）和于燕波（附录G）. 全书由刘荣负责统稿和整理, 北京航空航天大学的宗光华教授参与了本书翻译工作的指导和审校. 鉴于译者水平有限, 难免有错误和不妥之处, 敬请广大读者批评指正.

Fred G.Martin，1994年在MIT获得博士学位。后在MIT的媒体实验室从事教学和研究工作，2002年加入University of Massachusetts Lowell（UML）计算机科学系。Fred的主要研究领域包括计算机科学和机器人教育。1989年在MIT首次发起了自主移动机器人设计比赛，并使该比赛成为MIT本科机器人教学的课程。Fred为比赛课程设计的机器人控制硬件和软件编程环境已被世界各地许多高中及大学采用。2001年，Fred将其多年研究和教学的经验加以总结，出版了本书。本书作为机器人设计的基础，已被多所大学的教授用做工程、计算机科学和人工智能课程的入门教材。