在当今中国乃至世界,机器人技术正处于一个蓬勃发展的阶段,在工业、农业、国防、医疗卫生及生活服务等许多领域获得越来越多的应用。越来越多的机器人爱好者开始了机器人设计与制作的探索和实践,甚至相当一部分的学龄儿童,在4~6岁就已经开始接受机器人的启蒙教育。机器人课程以及与机器人相关的科技比赛,向来都是最受学生喜欢的活动内容,学习、参与的兴趣十分浓厚。
本书具有以下特点:
(1) 层次分明,知识点以递进方式逐步引入。本书从机器人的机械结构出发,介绍机器人的各种构造,给人立体的认识,然后逐步引入机械结构的制作工具及运动学分析,给予理论支撑与分析。在此基础上结合机械结构装配动力系统,再进一步介绍电路控制、设计与调试。知识点的编排遵循从基础到一般,从简单到复杂的原则,既考虑了与理论教学同步,又考虑了学生学习循序渐进的过程。全书章节之间既相对独立,又有一定的梯度,层次分明。
(2) 积累经验,突出创新。本书的编写人员都是具有五年以上大学生机器人技术竞赛经验的指导教师,编者根据近年来从事机器人技术教学、科研及实践经验,总结了大量既往项目的经验,所列知识点系统全面。本书从初学者角度出发,以多年经验做总结,将制作机器人所用的工具与方法进行了系统的归纳与提炼,初学者根据这本书就能全面掌握机器人制作的基本知识与技能。
(3) 结合技术发展及学科竞赛,突出实践,可操作性强。本书对机器人制作所需工具、软件及控制系统使用都有详细介绍,如当下被工程师广泛使用的Solidworks、Altium Designer设计软件以及Arduino控制系统,都有详细的使用介绍,使初学者可以快速入门。书中还配备了大量图片,以充分提升读者兴趣,并结合实践教学的特点,以小型机器人为例,进行综合性实验设计编排,具有较强的实际意义,可作为参加各类机器人大赛、创新大赛等科技创新活动的参考资料。
本书由北京科技大学高等工程师学院工程训练中心电子实习基地周珂、白艳茹担任主编,吕振、刘涛担任副主编,张攀、史胜西、张沙沙参编。成书过程得到了北京科技大学教材建设的经费资助,为全书的编写及实验项目设计验证提供了保障。
由于编者水平有限,书中难免存在不当和谬误之处,敬请有关专家和读者指正。
编者2019年3月