機器人技術基礎與應用實踐－基於模組化的機器人創意設計與實現

本書介紹了模組化機器人的設計基礎與進階實踐方法。
全書包括緒論、初識機器人組件、程式設計基礎、機器人控制系統的建構基礎、機器人的機構設計基礎、簡單機構設計與實踐、
初識複雜系統、機器人產品的原型設計與實務、仿生機器人設計與實務、機器人的通訊技術及自主創意設計實例。
每個章節設計了系列應用實例，幫助讀者及時理解知識點、學習設計思路。
特別是第6章遵循目標分層遞進的教學理念，設計了一系列接近工程實際的小項目，藉以引導初學者從簡單項目入手，
透過基礎、進階、挑戰等過程，由淺入深，逐級遞進，實現設計目標。

前言
緒論
0.1什麼是機器人
0.2機器人的發展史
0.3如何設計製作機器人
第1章初識機器人組件
1.1機器人零件的特點
1.2基本零件及其連接
1.2.1基本零件
1.2.2輔助零件
1.2.3構件的基本連接
1.3設計與裝配
1.3.1常規設計與組裝
1.3.2自主設計與組裝
1.4控制裝置及其功能簡介
1.4.1Arduino/Basra主控板
1.4.2Bigfish擴充板
1.4.3電路連接方法
1.5配置程式設計環境
1.5.1下載
1.5.2安裝
1.5.3設定IDE選項參數
1.6設計之體驗：Blink
1.7進階實踐
1.8本章小結
第2章程式設計基礎
2.1常數、變數與表達式
2.1.1常量
2.1.2變數
2.1.3表達式
2.2常用運算符
2.2.1算術運算符
2.2.2關係運算子和關係表達式
2.2.3邏輯運算子和邏輯表達式
2.2.4位元操作運算子和使用注意事項
2.2.5運算子的優先權和結合性
2.3流程控制的基本結構
2.3.1順序結構
2.3.2選擇結構
2.3.3循環結構
2.4函數及其呼叫規則
2.4.1函數的定義
2.4.2函數的調用
2.5複合資料型
2.5.1數組
2.5.2字元數組
2.6編譯預處理
2.6.1宏定義
2.6.2文件包含
2.6.3條件編譯
2.7庫函數
2.7.1常用的函式庫函數及其調用
2.7.2自訂函式庫函數的編寫及調用
2.7.3關於庫函數的幾點說明
2.8進階實踐
2.9本章小結
第3章機器人控制系統的建構基礎
3.1控制系統的基本構成
3.2I/O埠及其應用
3.2.1數位I/O埠及其應用
3.2.2類比輸入埠及其應用
3.2.3類比輸出埠及其應用
3.3中斷
3.3.1中斷的概念
3.3.2定時器中斷及其應用
3.3.3外部中斷函數及其應用
3.4鍵盤模組及其應用
3.5常用顯示模組及其應用
3.5.1LED數位管及其應用
3.5.28×8 LED點陣及其應用
3.5.3OLED發光二極體及其應用
3.6常用執行機構及其應用
3.6.1舵機及其控制
3.6.2直流馬達及其控制
3.7進階實踐
3.7.1主題實踐（一）－按鍵功能模式切換的設計與實踐
3.7.2主題實踐（二）－室內光線溫度自動測控系統設計
3.8本章小結
第4章機器人的機構設計基礎
4.1機構的基本組成及分析
4.2常用的平面機構
4.2.1平面四桿機構及其應用實例
4.2.2齒輪機構及其應用實例
4.2.3凸輪機構及其應用實例
4.3個性化的機構設計基礎
4.3.1基於形態學矩陣法的方案設計
4.3.2電腦輔助設計
4.3.3常用的設計製造工藝
4.4進階實踐
4.4.1主題實踐（一）－設計一個LOGO
4.4.2主題實踐（二）－調光檯燈的設計與製作
4.5本章小結
第5章簡單機構的設計與實踐
5.1幾種簡單機構的設計與實踐
5.1.1機械手爪的設計與實務
5.1.2自動感應門的設計與實踐
5.2多驅動簡單機構的設計與實踐
5.2.1小車底盤的設計與實務
5.2.2二自由度雲台的設計與實踐
5.3進階實踐
5.3.1主題實踐（一）－自動伸縮門的設計與控制
5.3.2主題實踐（二）－智慧檯燈的設計與控制
5.4本章小結
第6章初識複雜系統
6.1功能拓展－防夾感應門的設計與實踐
6.1.1設計要求
6.1.2設計思路
6.1.3動手實踐
6.2機構拓展－三自由度機械手臂的設計與實踐
6.2.1設計要求
6.2.2機構設計與搭建
6.2.3運動演算法與控制實現
6.3綜合拓展－智慧搬運小車的設計與實踐
6.3.1設計要求
6.3.2設計思路
6.4進階實踐
6.4.1主題實踐（一）－排爆機器人的設計與實踐
6.4.2主題實踐（二）－猜拳機器人的設計與實踐
6.4.3主題實踐（三）－三自由度機械手臂的拓展設計與實踐
6.5本章小結
第7章機器人產品的原型設計與實踐
7.1概述
7.2預備知識
7.2.1步進馬達及其驅動控制
7.2.2SH-ST擴展板
7.2.3AccelStepper步進馬達庫函數簡介
7.3Delta機械手臂的設計與實踐
7.3.1設計要求
7.3.2Delta機械手臂的結構設計
7.3.3Delta機械手臂的運動演算法及控制實現
7.4直角座標型機械手臂的設計與實踐
7.4.1設計要求
7.4.2雙軸直角座標型機械手臂的結構設計
7.4.3雙軸直角座標型繪圖機械手臂的運動演算法
7.4.4雙軸直角座標型繪圖機械手臂的控制實現
7.5進階實踐
7.5.1主題實踐（一）－三軸繪圖機械手臂的設計與實踐
7.5.2主題實踐（二）－桁架機械手的設計與實踐
7.6本章小結
第8章仿生機器人的設計與實踐
8.1知識拓展與儲備
8.1.1SH-SR擴充板
8.1.2多舵機輔助調試軟體Controller
8.1.3將資料寫到flash
8.1.4MPU6050陀螺儀及其應用
8.2串聯關節型仿生機器人的設計與實踐
8.2.1設計要求
8.2.2串聯四足仿生機器人的結構設計
8.2.3串聯關節型仿生機器人運動演算法與控制
8.3並聯關節型仿生機器人的設計與實踐
8.3.1設計要求
8.3.2並聯仿生機器人的結構設計
8.3.3並聯仿生機器人運動演算法與控制實現
8.4多自由度雙足機器人的設計與實踐
8.4.1設計要求
8.4.2雙足仿人機器人的結構設計
8.4.3多自由度雙足機器人運動演算法
8.4.4多自由度雙足機器人的控制實現
8.5進階實踐
……