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第一单元 机器人概述1

一、机器人到底是什么1

（一）机器人的定义2

（二）早期机器人4

（三）现代机器人7

（四）未来机器人15

（五）机器人的行为准则16

（六）机器人的种类17

二、机器人的特点、基本构成与分类19

（一）轮式移动机器人20

（二）平衡车27

思考与练习29

第二单元 机器人的感知系统30

一、机器人常用传感器30

（一）温度传感器32

（二）压力传感器34

（三）测距传感器36

（四）位置传感器39

（五）速度传感器41

（六）视觉传感器42

（七）光电编码器43

二、掌握平衡的陀螺仪传感器44

（一）陀螺仪的基本组成46

（二）陀螺仪的分类47

（三）陀螺仪的原理与特性49

（四）陀螺仪传感器在机器人中的应用50

三、掌握快慢的加速度传感器51

（一）加速度传感器的定义51

（二）加速度传感器的基本原理52

（三）加速度传感器在机器人中的应用55

思考与练习58

第三单元 机器人的控制机构60

一、如何控制机器人61

（一）自动控制基本概念62

（二）反馈控制基本概念64

（三）机器人的控制65

二、开关量控制与模拟量控制67

（一）开关量控制基本方法67

（二）模拟量控制基本方法68

三、全地形轮式移动机器人和平衡车的控制模块69

（一）CAN总线简介69

（二）全地形轮式移动机器人的“大脑”69

（三）平衡车的运作原理71

（四）平衡车的“大脑”72

思考与练习73

第四单元 机器人的执行机构和驱动装置75

一、机器人的执行机构75

（一）机器人的执行机构功能75

（二）机器人的“手”和“手臂”76

（三）机器人的“脚”和“腿”77

（四）机器人的自由度79

二、机器人的驱动装置80

（一）机器人的驱动装置功能80

（二）机器人的能量80

（三）动力电池82

（四）电机86

三、全地形轮式移动机器人和平衡车的驱动装置93

（一）全地形轮式移动机器人的驱动装置93

（二）平衡车的驱动装置93

思考与练习95

第五单元 机器人的传动机构96

一、传动机构的基本概念96

（一）机器与机构96

（二）零件与构件97

（三）常见的传动方式98

（四）机器人常用的传动机构101

二、全地形轮式移动机器人和平衡车的传动机构107

（一）全地形轮式移动机器人的传动机构107

（二）平衡车的传动机构108

思考与练习108

第六单元 机器人的程序110

一、程序110

（一）程序的定义110

（二）机器人的程序111

（三）编程语言111

二、体验编程113

（一）图形化编程的基本概念114

（二）体验图形化编程115

三、编程综合实践116

（一）传感器信息处理编程116

（二）全地形轮式移动机器人动作控制编程116

（三）平衡车编队表演编程117

思考与练习117

第七单元 机器人综合实践119

一、机器人设计与制作119

（一）机器人设计119

（二）机器人制作119

二、体验机器人121

（一）体验平衡车121

（二）理解物理概念127

三、平衡车马球赛134

（一）体验平衡车马球赛134

（二）平衡车马球赛实践144

四、平衡车舞蹈赛147

（一）体验平衡车舞蹈赛147

（二）平衡车舞蹈赛实践153

五、全地形轮式移动机器人障碍赛155

（一）体验全地形轮式移动机器人障碍赛155

（二）全地形轮式移动机器人障碍赛实践155

思考与练习158