本书是以MIT的机器人设计课程为基础编写而成的，内容基本上涵盖了机器人技术的相关知识，包括机械系统构建、控制系统硬件配置、控制算法软件编制等。与其他机器人书籍不同的是，本书更注重机器人的实用技术，通过讲授比赛型机器人的制作和控制，使读者了解有关机器人的知识。更为重要的是，通过这种学习方式，可以更好地激发读者的创造性思维，提高他们工程设计及解决工程问题的能力。书中附有大量的练习和图片，可以帮助读者更好地理解和掌握所学内容。

本书适合有一定机电技术基础的读者使用。可以作为高校的高年级本科生以及低年级研究生机器人实践课的教材。广大的机电技术爱好者也可以以此书为指导，搭建自己的机器人。

本书是以MIT的机器人设计课程为基础编写而成的，内容基本上涵盖了机器人技术的相关知识，包括机械系统构建、控制系统硬件配置、控制算法软件编制等。与其他机器人书籍不同的是，本书更注重机器人的实用技术，通过讲授比赛型机器人的制作和控制，使读者了解有关机器人的知识。更为重要的是，通过这种学习方式，可以更好地激发读者的创造性思维，提高他们工程设计及解决工程问题的能力。书中附有大量的练习和图片，可以帮助读者更好地理解和掌握所学内容。

本书适合有一定机电技术基础的读者使用。可以作为高校的高年级本科生以及低年级研究生机器人实践课的教材。广大的机电技术爱好者也可以以此书为指导，搭建自己的机器人。

第1章  绪论

1.1  反馈控制、控制论及机器人学

1.2  玩具的启示

1.2.1  LEGO/Logo

1.2.2  可编程砖块

1.2.3  “机器人设计”比赛课程

1.3  本书相关技术

1.3.1  Handy Board控制卡

1.3.2  交互式C语言

1.3.3  “LEGO Technic”

1.4  本书结构及概要

第2章  第一台机器人

2.1  交互式C语言及Handy Board控制卡

2.1.1  交互式C语言指令

2.1.2  电机

2.1.3  传感器

2.1.4  文件及函数

2.1.5  主函数

2.2  “HandyBug”机器人

2.2.1  “HandyBug 9645”机器人

2.2.2  “HandyBug 9719”机器人

2.3  第一段控制程序

2.3.1  接插电机与传感器

2.3.2  避障

2.3.3  避障练习

2.3.4  乌龟运动

2.3.5  乌龟运动练习

2.4  Braitenberg 车

2.4.1  单电机与单传感器车

2.4.2  双电机与双传感器车

2.4.3  多传感器车

2.4.4  光敏传感器

2.4.5  编程Braitenberg 车

2.5  光线及接触敏感性

2.5.1  光敏及接触传感器练习

2.6  随机性

2.6.1  随机运动练习

2.7  突发情况与后感知

2.7.1  突发情况

2.7.2  后感知

2.7.3  意外处理与后感知练习

2.8  小结

第3章  传感器

3.1  传感器接口

3.1.1  数字输入

3.1.2  模拟输入

3.1.3  欧姆定律

3.1.4  欧姆定律练习

3.2  传感器的制作

3.2.1  插头连线

3.2.2  传感器安装

3.3  开关量传感器

3.3.1  开关量传感器制作

3.3.2  开关量传感器应用举例

3.4  光敏传感器电路

3.4.1  单光电管电路

3.4.2  差分光电管传感器

3.4.3  偏振光搜寻

3.5  电阻式位置传感器

3.5.1  弯曲传感器

3.5.2  电位计

3.6  反射式光电传感器

3.6.1  应用

3.6.2  接口

3.6.3  传感器制作

3.6.4  环境光校正

3.6.5  练习及项目

3.7  对射式传感器

3.7.1  接口

3.7.2  制作对射式传感器

3.7.3  物体探测

3.7.4  对射式传感器练习

3.8  旋转编码器

3.8.1  编码器计数

3.8.2  驱动软件

3.8.3  速度测量

第4章  电机、齿轮和运动机构

4.1  直流电机

4.1.1  练习

4.2  齿轮传动

4.2.1  齿轮啮合

4.2.2  练习

4.3  电子控制

4.3.1  H桥式电机驱动电路

4.3.2  使能控制和方向逻辑

4.3.3  主动制动

4.3.4  速度控制

4.3.5  Handy Board卡控制电路

4.3.6  练习

4.4  伺服电机

4.4.1  伺服控制信号

4.4.2  产生控制波形

4.4.3  连续旋转

4.4.4  练习

4.5  LEGO设计

4.5.1  结构

4.5.2  传动装置

4.5.3  机构

4.5.4  练习

第5章  控制技术

5.1  简单反馈控制

5.1.1  墙面跟踪

5.1.2  平滑转弯控制算法

5.1.3  练习

5.2  比例微分控制

5.2.1  比例控制

5.2.2  微分项

5.2.3  练习

5.3  顺序控制

5.3.1  “Robo-Pong”比赛

5.3.2  顺序控制策略

5.3.3  练习：Groucho控制程序

5.3.4  控制出口条件

5.3.5  练习：具有时间错误检测功能的Groucho程序

5.4  响应控制

5.4.1  带优先级的控制程序

5.4.2  优先级处理算法的工作原理

5.4.3  响应控制应用

5.4.4  练习：响应控制

5.5  小结

第6章  高级传感技术

6.1  相差式旋转编码器

6.1.1  构造说明

6.1.2  驱动程序

6.1.3  驱动程序使用方法

6.1.4  相差式编码器练习

6.2  红外传感技术

6.2.1  信号调制与解调

6.2.2  接近觉传感器

6.2.3  接近觉传感器的用法

6.2.4  IR LED练习

6.2.5  高级红外接近觉传感技术

6.2.6  红外通信技术

6.3  Polaroid 6500型超声测距传感器

6.3.1  接线方法

6.3.2  基本驱动程序

6.3.3  具有空白关闭功能的驱动程序

6.3.4  测试程序

6.3.5  测量时间与实际距离的换算

6.3.6  声呐传感器练习

6.4  Sharp GP2D02型光电测距传感器

6.4.1  接线方法

6.4.2  接线注意事项

6.4.3  传感器通信时序

6.4.4  驱动程序

6.4.5  光电传感器测距练习

6.5  传感器数据处理

6.5.1  机器人寻线跟踪

6.5.2  固定阈值

6.5.3  参数化阈值

6.5.4  阈值滞后

6.5.5  示教标定

6.5.6  永久标定

6.5.7  传感器历史记录

附录A  Handy Board控制卡系统说明

附录B  机器人组装技术

附录C  串行通信与数据采集

附录D  Handy Board控制卡性能指标

附录E  交互式C语言参考

附录F  机器人比赛

附录G  相关信息

参考文献