机器人的设计与制作

"本书不准备探究机器人的高端技术、专业理论、数学工具、复杂算法或近期新科研成果， 仅从简单易行的普通送餐机器人入手，介绍其设计与制作的知识与方法，让学习者从机器 人机械结构的建模与装配、机器人控制电路的设计与制板、机器人控制程序的编写与调试 三个方面学会机器人从无到有的开发流程。使学习者能够将所学的知识进行综合的应用， 实现专业知识的有效结合，开发出实际生产生活所需的机器人。"

本书以送餐机器人为例，从机械结构建模与装配、控制电路设计与装调和控制程序编写与调试三方面详细介绍设计与制作机器人的过程。第1章为机器人机械结构建模与装配，采用SoilWorks软件，先对每个零部件进行建模，然后进行整体的装配，符合实际的需求，并通过3D打印、激光切割对部分零件进行制作。第2章为控制电路设计与装调，先采用Altium Designer 10软件对电路的原理图、PCB板进行设计，然后通过制板设备自行完成PCB板的制作，之后选择合适的元件进行安装、调试，从而满足机器人控制的要求。第3章为控制程序编写与调试，送餐机器人功能包含人机交互、语音提示、自动避障、自动定位运行等功能，通过Linkboy图形化编程软件，简单直观的完成相关控制功能。

" 项建峰，浙江省平湖市职业中等专业学校一级教师，自参加工作以来，一直从事电子技术的教学和研究工作，积累了丰富的教学和科研经验，教育思想观念优选，教学内容理论联系实际，教学方法灵活创新,教学效果优秀，受到学生欢迎。科研成果丰硕。"

第1章 机器人的发展历程与应用领域
1.1 发展历程
1.2 应用领域
1.2.1 巡检机器人
1.2.2 AGV机器人
1.2.3 安防机器人
1.2.4 餐厅送餐机器人
1.2.5 酒店服务机器人
1.2.6 工业机器人
1.2.7 军事机器人
第2章 机器人机械结构的建模与装配
2.1 初识SOLIDWORKS
2.1.1 SOLIDWORKS基本操作
2.1.2 SOLIDWORKS用户界面
2.2 驱动电机
2.2.1 直流电机
2.2.2 减速装置
2.2.3 电机转轴
2.2.4 定位安装孔
2.3 电机支座
2.4 轮毂与轮胎
2.4.1 轮毂
2.4.2 轮胎
2.5 万向轮
2.6 螺栓与螺母
2.6.1 M4半圆头螺栓
2.6.2 M4螺母
2.6.3 M3沉头螺栓
2.7 超声波传感器及固定架
2.7.1 超声波传感器
2.7.2 超声波固定架
2.8 红外传感模块
2.9 人机交互模块
2.9.1 液晶
2.9.2 按钮
2.10 底盘与顶板
2.10.1 底盘
2.10.2 顶板
2.11 整机装配
2.11.1 电机支架配合
2.11.2 驱动电机配合
2.11.3 轮毂配合
2.11.4 轮胎配合
2.11.5 万向轮配合
2.11.6 镜像零部件
2.11.7 顶板配合
2.11.8 超声波支架配合
第3章 机器人控制电路的设计与制板
3.1 印制电路板设计流程
3.2 Altium Designer基本操作
3.2.1 启动与新建
3.2.2 保存与退出
3.3 原理图的绘制
3.3.1 新建原理图
3.3.2 放置元件
3.3.3 原理图布线
3.3.4 端口放置
3.3.5 网络标签放置
3.3.6 输出接口放置
3.4 元件符号的制作
3.4.1 新建原理图库
3.4.2 元件的添加
3.4.3 元件符号绘制
3.4.4 元件引脚放置
3.5 元件封装的制作
3.5.1 新建PCB元件库
3.5.2 元件封装的添加
3.5.3 焊盘放置与参数修改
3.5.4 元件外框的绘制
3.6 PCB的设计
3.6.1 新建PCB
3.6.2 封装的修改
3.6.3 元件的导入
3.6.4 元件的布局
3.6.5 禁止布线层的绘制
3.6.6 布线规则的设置
3.6.7 自动布线与优化
3.7 PCB制板流程
3.7.1 线路打印
3.7.2 覆铜板清洗
3.7.3 线路转印
3.7.4 线路腐刻
3.7.5 焊盘打孔
3.7.6 PCB清洗
第4章 机器人控制程序的编程与调试
4.1 linkboy用户界面
4.1.1 工具栏
4.1.2 指令栏
4.1.3 元素栏
4.1.4 模块栏
4.1.5 设计区
4.2 液晶显示
4.2.1 任务要求
4.2.2 模块选择
4.2.3 线路连接
4.2.4 程序编调
4.3 参数设置
4.3.1 任务要求
4.3.2 模块选择
4.3.3 线路连接
4.3.4 程序编调
4.4 语音提示
4.4.1 任务要求
4.4.2 模块选择
4.4.3 线路连接
4.4.4 程序编调
4.5 定位运行
4.5.1 任务要求
4.5.2 模块选择
4.5.3 线路连接
4.5.4 程序编调
附录A 主控板原理图
附录B 循迹模块原理图
参考文献