揭開機器人的面紗

前言
第1章 走近機器人世界
1.1 機器人是什麼
1.2 機器人發展的故事
1.2.1 早期機器人發展中的趣事
1.2.2 近代機器人的發展
1.3 機器人的分類
1.3.1 按用途分類
1.3.2 按使用場所分類
1.3.3 按控制方式分類
1.4 機器人的組成概述
1.4.1 電動-機械式機器人
1.4.2 機電一體化式機器人
第2章 透視機器人——機器人是如何構成的
2.1 電動—機械式機器人的認知
2.2 敲鑼打鼓的聖誕老人
2.2.1 敲鑼打鼓聖誕老人的功能
2.2.2 敲鑼打鼓聖誕老人的內部機械結構
2.2.3 敲鑼打鼓機器人的整體結構方案
2.2.4 敲鑼打鼓機器人機殼的合理設計
2.3 機電一體化式機器人的認知
2.3.1 動作多變的敲鑼打鼓機器人的功能
2.3.2 機電一體化式敲鑼打鼓機器人的整體結構布置
2.4 機械式機器人和機電一體化式機器人的對比
2.4.1 驅動方式上的對比
2.4.2 結構組成上的對比
第3章 產生各種動作的載體——機器人機構
3.1 一些術語
3.1.1 自由度
3.1.2 運動副與關節
3.1.3 連桿
3.1.4 工作空間
3.2 用簡圖表達想法
3.2.1 運動副的簡化表達
3.2.2 常見傳動的簡化表示
3.2.3 如何表達構件
3.2.4 牛刀小試
3.3 人體機械化與機械仿生化
3.3.1 神奇的人體
3.3.2 工業機器人的執行系統構成
3.4 形形色色的機器人執行機構
3.4.1 靈活善變的機械手機構
3.4.2 多自由度腕部機構
3.4.3 遠攻近打的手臂機構
3.4.4 形式多樣的行走機構
第4章 機器人的感官與控制
4.1 人與機器人
4.2 機器人中的子系統
4.3 機器人的器官——傳感器
4.3.1 檢測旋轉關節運動位置的傳感器
4.3.2 檢測光線變化的傳感器
4.3.3 紅外線與紅外傳感器
4.3.4 移動機器人中的傳感器
4.3.5 感覺超聲波的傳感器
4.3.6 檢測磁場變化的霍爾傳感器
4.3.7 激光測距傳感器
4.3.8 視覺傳感器
4.4 機器人的肌肉——驅動器
4.4.1 直流電動機
4.4.2 步進電動機
4.4.3 舵機
4.4.4 交流伺服電動機
4.5 機器人的神經與大腦——控制系統
4.5.1 機器人的構造與坐標系
4.5.2 機械臂的運動位置計算
4.5.3 控制機器人的計算機
4.5.4 計算機的輸入輸出接口
4.5.5 計算機編程語言
4.5.6 機器人語言
4.5.7 機器人的控制形式
第5章 活潑有趣的玩具機器人
5.1 玩具機器人的基本要求和主要特點
5.1.1 玩具機器人的基本要求
5.1.2 玩具機器人的主要特點
5.2 玩具機器人的主要類型和基本狀況
5.2.1 發條型玩具機器人
5.2.2 電動型玩具機器人
5.2.3 機電一體化型玩具機器人
5.3 發條型玩具機器人的設計與應用
5.3.1 發條傳動箱
5.3.2 發條玩具機器人——猴子翻筋斗機器人
5.4 電動型玩具機器人的設計和應用
5.4.1 電動傳動箱
5.4.2 直流電動機內部結構和齒輪減速器
5.4.3 電動型玩具機器人——兩足行走的玩偶機器人
5.5 程序控制型玩具機器人的設計與應用
5.5.1 玩具機器人中的關節運動
5.5.2 玩具機器人的遙控原理
5.5.3 玩具機器人的計算機程序控制
5.5.4 仿人型機器人的機構運動
第6章 巧妙神奇的古代機器人
6.1 神奇的木牛流馬
6.2 司方如一的指南車
6.3 記里鼓車
6.4 古代機器人之光
6.4.1 會唱歌的機器鳥
6.4.2 茶道機器人
第7章 會思考、能應變的智能機器人
7.1 科幻電影與智能機器人
7.2 智能機器人的今生往昔
7.2.1 1939年.第一個現代意義的機器人的誕生
7.2.2 1954年.第一台可編程的工業機器人
7.2.3 1956年.第一次聚焦在機器人上的智慧碰撞
7.2.4 1962年.「有感知」的機器人問世
7.2.5 1968年.第一台具有推理、判斷和決策的智能機器人
7.3 深入了解智能機器人
7.3.1 智能是什麼？
7.3.2 什麼是智能機器人?
7.4 智能服務機器人
7.4.1 移動機器人管家—赫布（HERB）
7.4.2 情感與意識機器人—比娜（BINA）
7.4.3 混合輔助肢體—哈爾（HAL）
7.4.4 洗頭機器人
7.4.5 輔助醫療機器人——卡斯帕（KASPAR）
7.5 智能手術機器人
7.5.1 智能手術機器人的原理和分類
7.5.2 監控型外科手術機器人
7.5.3 共享控制外科手術機器人
7.5.4 遠程遙控手術機器人
7.6 智能科考機器人
7.6.1 海洋沖浪科考機器人
7.6.2 火星探險機器人
7.7 智能軍用機器人
7.7.1 地面軍用后勤機器人——大狗
7.7.2 水下軍用機器人
7.7.3 自主水下軍用機器人（AUV）—藍鰭金槍魚
7.7.4 空中軍用機器人——「捕食者」無人機
7.8 從孫悟空看機器人倫理的發展
7.8.1 從孫悟空看機器人的成長
7.8.2 從孫悟空看機器人倫理學的發展
7.8.3 從孫悟空看人類與機器人的相處之道
第8章 簡易仿生機器人的創意與制作
8.1 簡易仿生機器人的創意模型
8.1.1 組件
8.1.2 傳動機構
8.1.3 機器人的制作
8.2 形形色色的仿生機器人
8.2.1 爬橫桿機器人
8.2.2 步行機器人
8.2.3 推車機器人
8.2.4 滑雪機器人
8.2.5 爬纜繩機器人
8.3 創意設計
8.3.1 爬階梯機器人的創意設計
8.3.2 爬直桿機器人的設計與制作
8.3.3 爬竹梯機器人的設計和制作
第9章 智能循跡機器人的設計與制作
9.1 循跡機器人的行走系統
9.1.1 小車的結構
9.1.2 動力系統
9.1.3 電源
9.1.4 電動機驅動模塊
9.1.5 電動機轉速控制
9.1.6 輪子的轉向
9.2 機器人的視覺
9.2.1 光電傳感器
9.2.2 模數轉換
9.2.3 光電傳感器的安裝
9.3 機器人的大腦
9.3.1 控制芯片
9.3.2 控制系統全貌
9.3.3 電路連接
9.4 給「大腦」植入思想
9.4.1 1個光傳感器的控制算法
9.4.2 2個光傳感器的控制算法
9.4.3 3個光傳感器的控制算法
9.4.4 5個光傳感器的控制算法
9.4.5 一個巡線實例
第10章 模塊化仿人型機器人的組裝與調試
10.1 BioROBO模塊化機器人的裝配
10.2 BioROBO模塊化機器人的關節動力
10.3 BioROBO模塊化機器人的控制模式
10.4 BioROBO模塊化機器人的運動控制
10.5 BioROBO模塊化機器人參加競賽的種類
10.6 BioROBO模塊化機器人動作自評參考標准
10.7 BioROBO模塊化機器人單關節運動控制實驗練習
10.8 BioROBO模塊化機器人多關節組合運動控制實驗練習
10.9 BioROBO模塊化機器人復雜動作設計練習
參考文獻