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| 內容簡介： |
《智能机器人技术应用与实践》是一本系统全面、理论与实践相结合的专业教材，旨在引导读者深入了解智能机器人相关的核心技术与应用领域。全书结构严谨，涵盖了从基础的单片机技术、移动机器人系统构建，到复杂的智能系统集成与项目实战，再到SLAM导航技术以及综合项目探索。通过理论讲解、技术分析与操作实践相结合的方式，帮助读者掌握机器人硬件设计、控制策略、传感器应用、路径规划等关键技术，培养读者的动手能力和创新思维。來源：香港大書城megBookStore,http://www.megbook.com.hk
本书的特色在于内容兼具系统性与应用性，强调动手实验和项目实践，特别设计了多个项目环节，使读者能够在实践中巩固理论知识，提升综合应用能力。教材还引入模块化设计理念，强调开放式软件开发环境，为未来的技术扩展与个性化创新提供平台。
本书可作为机器人工程、自动化等专业的本科生、研究生教材，也可供职业技能培训学员、机器人竞赛参赛者及爱好者，以及广大从事智能机器人研发和应用的工程技术人员阅读参考。
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| 目錄：
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第1章 智能机器人技术概述 1
本章知识导图 1
本章学习目标 2
1.1 单片机与移动机器人技术发展现状 2
1.1.1 单片机技术演进历程 2
1.1.2 移动机器人技术趋势 4
1.1.3 国内外研究与应用现状 5
1.2 典型行业应用场景分析 7
1.2.1 工业自动化的应用 7
1.2.2 服务业的创新实践 8
1.2.3 特种行业的探索 8
1.3 探索者模块化机器人组件介绍 9
1.3.1 模块化设计思路 9
1.3.2 开放式软件开发环境 14
1.4 探索者智能机器人技术开发平台介绍 15
1.4.1 平台设计思路 16
1.4.2 开放式软件开发环境 18
本章小结 18
思考题 19
第2章 单片机控制技术基础 20
本章知识导图 20
本章学习目标 21
2.1 单片机核心架构 21
2.1.1 Basra主控板简介 21
2.1.2 MCU-F4主控板简介 22
2.2 电机控制 23
2.2.1 直流电机的工作原理 24
2.2.2 直流电机的应用 25
2.2.3 舵机的工作原理 28
2.2.4 舵机的应用 29
2.2.5 步进电机的工作原理 32
2.2.6 步进电机的应用 34
2.3 多种传感器功能与类型 37
2.3.1 数字量传感器 37
2.3.2 数字量传感器的应用 40
2.3.3 模拟量传感器 41
2.3.4 模拟量传感器的应用 44
本章小结 52
思考题 52
第3章 移动机器人系统构建 53
本章知识导图 53
本章学习目标 53
3.1 抓取机构 54
3.1.1 齿轮连杆手爪 54
3.1.2 舵机平行夹爪 58
3.2 转运机构 60
3.2.1 直角坐标系机械臂 60
3.2.2 并联机械臂 67
3.3 关节驱动与自由度控制 81
3.3.1 结构设计 82
3.3.2 3自由度机械臂逆运动学控制实验 84
本章小结 89
思考题 90
第4章 智能系统集成与项目实战 91
本章知识导图 91
本章学习目标 91
4.1 底盘构型组装实践 92
4.1.1 双轮驱动底盘组装实践 92
4.1.2 四轮驱动底盘组装实践 94
4.1.3 履带式底盘组装实践 96
4.1.4 四轮全向底盘组装实践 97
4.1.5 三轮全向底盘与控制 99
4.2 机器人控制实验 99
4.2.1 四轮全向机器人控制实验 99
4.2.2 三轮全向机器人控制实验 103
4.2.3 仿人形机器人控制实验 107
4.2.4 机器狗运动控制实验 113
本章小结 119
思考题 119
第5章 SLAM导航 120
本章知识导图 120
本章学习目标 120
5.1 概述 121
5.1.1 硬件环境介绍 121
5.1.2 电路连接介绍 122
5.1.3 软件环境介绍 125
5.2 键盘控制底盘小车运动 125
5.3 底盘小车同步定位与建图——SLAM 128
5.4 底盘小车导航——navigation 133
本章小结 139
思考题 140
第6章 综合项目探索 141
6.1 全地形防爆机器人设计（竞赛赛项1） 141
6.1.1 项目目标 141
6.1.2 技术指标 141
6.1.3 教学实施 142
6.2 平稳运输机器人设计（竞赛赛项2） 149
6.2.1 具体目标 149
6.2.2 所需材料 149
6.2.3 实施步骤 150
本章小结 152
思考题 153
参考文献 154
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| 內容試閱：
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随着人工智能、物联网等新兴技术的快速发展，智能机器人正逐步成为现代工业制造、服务行业以及科研探索的重要工具。在此背景下，编写《智能机器人技术应用与实践》一书的初衷源于多年教学与科研积累，希望将先进的机器人技术与实操经验系统整理，打造一本适合高等院校本科生、研究生以及行业技术人员参考的专业教材。
本书在编写过程中，结合最新的科研成果与行业应用，围绕机器人硬件设计、控制算法、系统集成、项目实践等核心内容展开，力求内容丰富、实用性强。章节设计由浅入深，从单片机控制基础到复杂的自主导航和多机器人协作，逐步引导读者掌握从理论到实践的全流程。特别强调“动手实验”和“项目导向”的教学理念，配合丰富的实例和练习，采用模块化实验平台及进阶式竞赛项目，激发读者学习兴趣，提升实践能力，达到以赛促学的目的。
内容特色方面，本书不仅关注技术细节，还注重工程应用与创新开发，提倡开放式软硬件环境的构建，为未来技术创新提供基础。
本书的突出特色在于：
开放性：所有代码与硬件设计均基于开源环境，鼓励二次开发与创新。
阶梯性：内容按“基础—进阶—综合”分层，适合不同基础读者按需学习。
实用性：案例均来自实际教学与竞赛，提供故障排查与优化建议。
本书由唐山学院自动化专业教学团队与机器时代（北京）科技有限公司技术团队联合编写，感谢探索者机器人平台提供的技术支持，确保了内容的科学性与前沿性。本书第1、6章由袁娜编写，第2、3章由许鹏飞编写，第4、5章由侯夕欢编写，全书由袁娜统稿。陈凤、游家祥、许淼、任亚雪、宋珊珊在整个编写过程中做了大量工作，在此表示由衷感谢！希望本书能为广大读者的学习与研究提供有力的知识支撑，推动我国智能机器人技术的发展与应用迈向新的台阶。
本书配有电子课件、实验视频、思考题参考答案等资源，读者可扫描书中二维码获取，高校教师可登录“化工教育”网站下载使用。
限于编者水平，书中难免存在疏漏，恳请读者批评指正。希望本书能成为读者探索智能机器人技术的有力工具，助力中国机器人人才培养与产业发展。
编者
2025年6月
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