《機器人創新設計與制作》是作者(張文建、房
靜、朱曉光)近幾年來在機器人應用技術方面指導學
生創新實踐所取得的初步成果，主要內容包括變電站
地面自動巡檢裝置、智能移動講臺、雙足行走機器人
、獨輪自平衡機器人、電纜隧道機器人、風機塔筒清
洗機器人、激光虛擬電子琴的設計與研究等。
本書可為高等院校機械、電子、自動化專業的學
生創新實踐提供借鋻，也可以為機器人愛好者制作機
器人提供一些幫助，同時也可供從事機電一體化及相
關專業的工程技術人員參考。

前言
第1章 變電站地面自動巡檢裝置
1.1 引言
1.1.1 項目研究背景
1.1.2 **外研究現狀
1.2 巡檢裝置結構設計說明
1.2.1 整體外觀設計
1.2.2 底盤傳動方案設計
1.2.3 底盤機械結構設計和布局
1.3 電子控制硬件設計
1.3.1 電子控制整體方案
1.3.2 電源單元
1.3.3 磁導航傳感器設計方案
1.3.4 單片機*小繫統
1.3.5 輸入輸出隔離電路
1.3.6 繼電器輸出電路
1.3.7 雲臺頭部電路
1.4 自動充電設計
1.4.1 充電結構設計
1.4.2 充電對接插入過程
1.4.3 充電分離撥出過程
1.5 網絡通信方案設計
1.5.1 網絡通信整體設計
1.5.2 中國移動4G路由器連接公網
1.5.3 戶外大功率AP網橋
1.6 結語
第2章 智能移動講臺
2.1 智能移動講臺設計背景
2.2 **外研究概況
2.3 作品簡介
2.4 智能移動講臺工作原理
2.4.1 總體設計
2.4.2 智能移動講臺的模塊
2.5 智能移動講臺結構設計及加工工藝
2.5.1 可伸縮雙輪行走結構
2.5.2 可升降結構
2.5.3 齒輪齒條結構
2.6 智能移動講臺控制部分
2.6.1 控制策略簡介
2.6.2 控制芯片的選擇
2.6.3 上位機軟件的設計
2.6.4 無線傳輸模塊選擇及傳輸設計
2.6.5 手機客戶端的編寫與控制功能實現
2.6.6 電源的選擇與實現
2.7 智能移動講臺工作模式分析
2.7.1 課堂教學模式
2.7.2 考試監督模式
2.7.3 課下復習及娛樂模式
2.8 作品創新點介紹
2.8.1 可升降及移動
2.8.2 無線模塊和超聲波模塊實現智能跟隨
2.8.3 課堂全程記錄，課後完整再現
2.8.4 整合多種功能，開發新型模式
2.8.5 多種控制模式
2.9 應用前景分析
2.9.1 成本分析
2.9.2 應用分析
2.9.3 開發潛力
第3章 雙足行走機器人
3.1 引言
3.2 **外研究概況
3.3 雙足機器人的總體結構設計
3.3.1 機器人機械結構設計
3.3.2 機器人控制繫統設計
3.3.3 機器人控制繫統硬件設計及制作
3.3.4 舵機及傳感器驅動模塊電路設計
3.3.5 PCB的制作
3.3.6 機器人控制繫統軟件設計
3.4 機器人仿真繫統設計
3.4.1 機器人腿部建模
3.4.2 直線行走的步態規劃步驟
3.4.3 雙足機器人直線行走參數定義及踝關節的軌跡規劃
3.4.4 雙足機器人直線行走的髖關節軌跡規劃
3.5 運動曲線求解與仿真
3.5.1 轉角運動變化曲線求解與仿真
3.5.2 起、停步階段的步態規劃
3.5.3 雙足機器人直線步行ADAMS仿真
3.6 機器人行走實驗
3.6.1 基本調試
3.6.2 數據采集
3.6.3 動作執行
3.7 實物機器人動作試驗
3.8 作品主要創新點、經濟性分析
3.8.1 創新點分析
3.8.2 經濟性分析
3.8.3 電源的選擇與實現
3.9 方案的改進及擴展
第4章 獨輪自平衡機器人
4.1 引言
4.2 **外研究現狀
4.3 自平衡機器人工作原理
4.3.1 平衡過程及基本原理
4.3.2 傳感器及數據融合
4.3.3 平衡控制
4.4 獨輪自平衡代步機器人設計
4.4.1 機械結構設計
4.4.2 控制電路及動力繫統設計
4.5 總結
4.5.1 創新點
4.5.2 存在的問題
第5章電纜隧道機器人
5.1 引言
5.2 研究領域概況
5.3 作品簡介
5.4 電纜隧道機器人工作原理
5.4.1 總體設計
5.4.2 運動控制
5.4.3 定位導航
5.4.4 氣體檢測
5.4.5 電纜檢測
5.4.6 數據傳輸
5.4.7 電源管理
5.5 電纜隧道機器人結構設計
5.5.1 運動執行機構
5.5.2 定位導航裝置
5.5.3 電纜檢測裝置
5.5.4 氣體檢測裝置
5.5.5 自動充電裝置
5.6 控制繫統
5.6.1 上位機軟件設計
5.6.2 主控板實時控制
5.7 工作狀態分析
5.7.1 遍歷工作狀態
5.7.2 路徑選擇狀態
5.7.3 視頻傳輸狀態
5.7.4 自動充電狀態
5.8 作品創新點分析
5.8.1 遍歷策略設計
5.8.2 電力載波技術的應用
5.9 應用前景分析
5.9.1 成本分析
5.9.2 應用分析
5.9.3 開發潛力
第6章 風機塔筒清洗機器人
6.1 引言
6.2 **外研究概況
6.3 作品簡介
6.4 風機塔筒清洗機器人工作原理
6.4.1 總體設計
6.4.2 風機塔筒清洗機器人的模塊部分
6.5 風機塔筒清洗機器人結構設計及加工工藝
6.6 風機塔筒機清洗機器人控制部分
6.6.1 無線傳輸模塊選擇及傳輸設計
6.6.2 電源的選擇與實現
6.7 風機塔筒清洗機器人工作模式分析
6.8 作品創新點介紹
6.9 應用前景分析
6.9.1 成本分析
6.9.2 應用分析
6.9.3 開發潛力
第7章 激光虛擬電子琴的設計與研究
7.1 激光電子琴概述
7.2 虛擬鍵盤投影技術
7.2.1 激光和高速光學振鏡
7.2.2 激光鍵盤畫面全息投影
7.3 按鍵識別技術
7.3.1 聲音定位法
7.3.2 超聲波雷達法
7.3.3 攝像頭圖像識別法
7.4 音響控制技術
7.5 設計與研究
7.6 外觀的設計與研究
7.7 改進方法
7.7.1 外觀改進
7.7.2 識別技術的改進
7.7.3 鍵盤投影的改進
7.8 應用前景