или войти через:
Ваша корзина пока пуста
favorite_border
Доступно только зарегистрированным пользователям

Создаем робота-андроида своими руками / Create a robotic android their own hands

link ДМК-Пресс
schedule 2007
account_circle Роберт Букарев
account_balance ДМК-Пресс
language Русский
book 312
info_outline 5-9706-0032-6


Эта книга - отличный подарок для тех, кто собирается строить робота в первый раз, а также будет полезна и более опытным «роботостроителям», которые хотят отточить свое мастерство. Базовых знаний в области радиоэлектроники окажется вполне достаточно, чтобы книга помогла вам осуществить 12 отличных робототехнических проектов с использованием как промышленных частей и деталей (полные списки прилагаются), так и различного домашнего хлама, вытащенного с антресолей.

Издание окажется крайне полезным для всех любителей электроники и телемеханики как классическое руководство по функционально-блочному построению робототехнических устройств.

Содержание:

Введение
Благодарности

Глава 1. Начало
Зачем создавать роботов? ...........................................................19
Применение роботов......................................................................19
Исследования............................................................................20
Марсианский следопыт (Sojourner) ...................................21
Использование роботов в промышленности..........................23
Проектирование и моделирование..........................................24
Опасные производства .............................................................24
Эксплуатация и ремонт.............................................................25
Роботы-пожарные.....................................................................25
Роботы в медицине...................................................................26
Нанотехнологии ........................................................................27
Медицинские нанороботы ..................................................27
Военные роботы........................................................................27
Война роботов...........................................................................28
Гражданские применения беспилотных
летательных аппаратов ............................................................28
Домашние роботы ....................................................................29
Как попасть в «десятку»?! .......................................................29
Другие применения...................................................................29

Глава 2. Искусственная жизнь и искусственный интеллект
Искусственный интеллект .............................................................30
Эволюция «сознания» в искусственном интеллекте .............30
Является ли сознание жизнью?...............................................31
Искусственная жизнь.....................................................................31
Нанороботы – мы живые существа?.......................................32
Немного истории ............................................................................33
Совершеннее, чем мы....................................................................33
Запертая клетка .............................................................................33
Биотехнологии................................................................................34
Нейронные сети — ожидания против реальности .......................34
Что такое нейронные сети?...........................................................34
Что такое искусственный интеллект? ..........................................35
Использование нейронных сетей в роботах ................................36
Микросети.......................................................................................36
Нейронная поведенчески-ориентированная архитектура...........36

Глава 3. Системы питания
Фотоэлектрические элементы......................................................37
Строим солнечный двигатель ..................................................38
Список деталей солнечного двигателя ..............................39
Двигатель с высоким КПД..................................................39
Особенности конструкции солнечного двигателя.............39
Применение..........................................................................41
Батареи ...........................................................................................41
Емкость батарей........................................................................41
Напряжение батареи.................................................................42
Гальванические элементы........................................................42
Классификация гальванических батарей ..........................43
Аккумуляторные батареи .........................................................44
Классификация аккумуляторных батарей.........................44
Обобщение ................................................................................45
Изготовление зарядного устройства (ЗУ)
для NiCd аккумуляторов...........................................................45
Ограничительный резистор ................................................47
C/30 резистор.......................................................................48
Принцип работы ЗУ.............................................................48
Определение напряжения срабатывания V1 .....................48
Особенности конструкции...................................................49
Последовательное и параллельное соединение ...............49
Быстрое ЗУ...........................................................................49
Список деталей....................................................................50
ЗУ с питанием от солнечных батарей .....................................50
Топливные элементы – батареи с топливным баком .................50
Если не сейчас, то когда ?........................................................51

Глава 4. Системы движения и привода
Воздушные мышцы .......................................................................53
Применение...............................................................................53
Принцип работы воздушной мышцы ......................................53
Нитиноловая проволока.................................................................54
Соленоиды......................................................................................57
Кольцевые соленоиды ..................................................................58
Шаговые двигатели.......................................................................58
Схема управления шагового двигателя.......................................59
Сервомоторы ..................................................................................59
Двигатели постоянного тока.........................................................64
Мостовая схема управления
двигателем постоянного тока ..................................................65
Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) ...............................67

Глава 5. Сенсорика
Обработка сигналов.......................................................................69
Пример построения компаратора............................................70
Делитель напряжения ..............................................................71
Датчики освещенности (фотосенсоры)........................................73
Фоторезисторы .........................................................................73
Световой выключатель на основе фоторезистора ...........74
Светочувствительный нейрон.............................................74
Фотоэлектрические устройства ...............................................74
Датчики ИК излучения..............................................................76
ИК детектор препятствий....................................................77
Передатчик ИК излучения...................................................78
Приемник ИК излучения .....................................................79
Настройка ИК передатчика .................................................79
ИК системы связи и ДУ с использованием DTMF..................79
Коды DTMF ................................................................................79
Кодирование сигнала DTMF................................................81
Декодирование сигналов DTMF..........................................84
Микроконтроллеры .............................................................85
Цифровая индикация ..........................................................85
Проверка ..............................................................................86
Использование ИК излучателя ...........................................86
Система дистанционного управления (ДУ) .......................86
Машинное зрение ..........................................................................89
Ощущение тела ..............................................................................90
Индикатор направления — магнитной поле .................................90
Проверка и калибровка ............................................................92
Компьютерный интерфейс.......................................................92
Электронный аналоговый компас типа 1525..........................93
Система глобального позиционирования (GPS).....................93
Распознавание речи ......................................................................93
Звуковые и ультразвуковые системы .........................................94
УЗ приемный блок....................................................................95
УЗ передающий блок................................................................96
Настройка передатчика .......................................................98
Настройка КМОП - компаратора ........................................97
Расположение УЗ датчиков......................................................98
Осязание и чувство давления.......................................................98
Пьезоэлектрические материалы ..................................................99
Выключатели..................................................................................99
Датчики изгиба ............................................................................100
Тепловые датчики ...................................................................101
Датчики давления ........................................................................101
Датчики запаха ............................................................................101
Датчики влажности ......................................................................104
Проверка датчиков.......................................................................104
Изготовление робота-тестера.....................................................104
Усовершенствование робота-тестера ....................................105

Глава 6. Интеллект
Монокристальный PIC микроконтроллер ...................................108
Причины использования микроконтроллера .............................109
Подробности программирования PIC микроконтроллера .........109
Загрузка программного обеспечения ...................................111
Шаг 1: Написание программы на языке BASIC.....................111
Шаг 2: Компилирование программы.....................................112
Шаг 3: Программирование ИС PIC.........................................112
Первая программа на языке BASIC .......................................113
Компиляция........................................................................114
Программирование ИС PIC.....................................................115
Программное обеспечение платы программатора EPIC ......117
Использование DOS версии EPIC .....................................117
Проверка PIC микроконтроллера...........................................119
Мигание ...................................................................................119
Проверка неисправностей......................................................120
Компилятор PICBASIC Pro ......................................................121
Новые возможности интегрированной среды обработки (IDE)...........121
Установка программного обеспечения..................................123
Первая программа на PICBASIC Pro ...........................................123
CodeDesigner и программатор EPIC.......................................124
Мигание ...................................................................................125
Движемся дальше — приложения использования микроконтроллера..........125
Выключатели низкого уровня................................................125
Выключатели высокого уровня .............................................127
Считывание данных компаратора..........................................128
Считывание данных резистивных датчиков..........................129
Сервомоторы ................................................................................131
Программа качания сервомотора ..........................................132
Нечеткая логика и нейронные датчики......................................133
Нечеткая логика ......................................................................133
Устройство нечеткой логики – система слежения за направлением источника света........135
Управление двигателем постоянного тока ......................138
Диоды.................................................................................139
Работа устройства .............................................................140
Выход, не использующий нечеткую логику ....................141
Нейронные датчики (логика) ............................................141
Многоуровневые пороговые значения.............................142
Список необходимых частей для программирования микроконтроллера ................144
Список деталей для системы слежения за направлением
источника света и демонстрационного нейрона ..................144

Глава 7. Передвижной робот с голосовым управлением
Проект 1: Программируемая схема распознавания речи .........147
Обучение процессу восприятия речи ....................................147
Распознавание речи в зависимости
и независимо от говорящего .................................................148
Виды распознавания речи......................................................148
Раздельная речь ................................................................148
Связная речь ......................................................................148
Непрерывная речь .............................................................149
Схемное решение УРР............................................................149
Клавиатура .........................................................................149
Обучение ............................................................................149
Проверка функции распознавания ..................................150
Коды ошибок .....................................................................150
Очистка памяти..................................................................150
Особенности ИС HM2007 ..................................................150
Характеристики..................................................................150
Конструкция устройства....................................................150
Устройство РР, независимое от говорящего...................151
Проект 2: Схема интерфейса.......................................................155
Ручные станции Walkie-talkie .................................................155
Акустическая связь.................................................................156
«Обучение» и управление роботом-передвижкой ..............156
Новые возможности платы УРР ............................................157
Проект 3: Общая схема интерфейса УРР...................................158
Соединение с платой УРР ......................................................159
Принцип работы устройства ..................................................159
Усовершенствование выхода интерфейса............................161
Работа устройства...................................................................163
Улучшение процесса распознавания .....................................163
Настройка и сопряжение оборудования ...............................163
Рука робота, управляемая УРР ..............................................164
Список деталей для УРР .............................................................164
Список деталей интерфейса .......................................................164

Глава8. Поведенческиориентированные схемы роботов, нейронные сети, организация нервной системы и предикативная архитектура
Пионеры в робототехнике ...........................................................166
Четыре режима работы ..........................................................167
Наблюдаемое поведение........................................................167
Строим черепаху Вальтера .....................................................168
Ходовой и поворотный двигатели....................................168
Балансировка.....................................................................173
Панцирь..............................................................................173
Поиск центра тяжести бампера ........................................174
Крепление бампера к основанию конструкции робота ..175
Выключатель бампера.......................................................175
Фоторезистор ....................................................................176
Принципиальная схема .....................................................179
Добавление состояния «спячки» .....................................181
Питание ..............................................................................181
Программа ....................................................................................181
Программа 1............................................................................182
Программа 2............................................................................183
Поведение.....................................................................................184
Список компонентов для робота - черепахи Вальтера .............186
Поставщики...................................................................................187
Строим робота - охотника за светом .........................................187
Поведение................................................................................189
Избегание света.................................................................190
Дополнительный тип поведения (питание) ..........................190
Еще один тип поведения (отдых) ..........................................190
Новый тип поведения .............................................................192
ВЕАМ - робототехника .................................................................192
Соревнования ВЕАМ - роботов ..............................................192
Электронный утиль.................................................................193
Соревнования..........................................................................194
Солнечная повозка ............................................................194
Светоохотники ...................................................................195
Водные трапперы ..............................................................195
Робот-заключенный ..........................................................195
Робот, взбирающийся по канату ......................................195
Робот - прыгун в высоту и в длину..................................195
Шагающие роботы ............................................................195
Инновационные устройства..............................................195
Искусство роботов/соревнования по необычным применениям ..........196
Соревнования роботов по борьбе сумо...........................196
Соревнования наномышей................................................196
Соревнования микромышей.............................................196
Соревнования летающих роботов....................................196
Смешанные соревнования ................................................196
Руководство по ВЕАМ - роботам ...........................................196
Принимайте участие ...............................................................197

Глава 9. Робот — система телеслежения
Почему они так называются.......................................................198
Что такое телеслежение?............................................................198
Подструктура системы ................................................................199
Немного о радиоуправляемых автомобилях ........................200
Глаза.........................................................................................201
Конструкция..................................................................................202
Видеосистема 2,4 ГГц .............................................................202
Установка видеокамеры....................................................203
Жесткое крепление ...........................................................204
Управление через систему телеслежения.............................204
Разговор ..................................................................................204
Реалистичная система управления........................................205
Усовершенствование системы телеслежения...........................205
Стереозрение...........................................................................205
Цифровой компас...................................................................207
Интерфейс датчиков неровностей поверхности ..................207
Интерфейс датчика наклона ..................................................207
Увеличение радиуса действия видеосистемы ......................208
Другие модели .............................................................................209
Список деталей робота устройства телеслежения ...................209

Глава 10. Передвижные платформы
Шаговые двигатели.....................................................................210
Конструкция и работа шагового двигателя ..........................210
Разрешение .............................................................................213
Половинный шаг.....................................................................213
Другие типы шаговых двигателей.........................................213
Реальные типы ШД.................................................................214
ИС UCN-5804.................................................................................215
Применение ИС UCN-5804 .....................................................217
Присоединение ведущего колеса к валу ШД ............................218
Использование микроконтроллера для управления ШД..........218
Начальная схема управления .................................................219
Шаговые двигатели ................................................................219
Программа для тестовой схемы управления........................221
Полный оборот ..................................................................221
Вторая программа на PICBASIC .............................................221
Половинный шаг................................................................224
Переменная задержки ti....................................................224
Возможные неисправности .........................................................224
Использование PIC - микроконтроллера и ИС UCN-5804
для управления ШД .....................................................................225
Список деталей для контроллера ШД........................................227

Глава 11. Шагающие роботы
Цель создания шагающих роботов............................................229
Имитация жизни ...........................................................................229
Шесть ног — походка треножником............................................229
Создание шагающего робота .....................................................231
Шагающий робот с тремя сервомоторами ...........................231
Работа устройства...................................................................231
Конструкция робота................................................................233
Установка сервомоторов ........................................................235
Конструкция тяги ....................................................................236
Центральный сервомотор ......................................................237
Электрическая часть...............................................................239
Программа для микроконтроллера.............................................240
Программа PICBASIC....................................................................240
Список деталей конструкции шагающего робота .....................241

Глава 12. Робот — солнечный шар
Конструкция редуктора................................................................243
Конструкция робота .....................................................................244
Электрическая схема...................................................................248
Работа схемы ..........................................................................248
Окончательная сборка .................................................................249
Передвижение ..............................................................................250
Усовершенствование конструкции..............................................250
Введение добавочного режима поведения...........................250
Список деталей для изготовления робота солнечного шара ..251
Электронные компоненты ......................................................251

Глава 13. Подводные роботы
Дельфины и тунцы ......................................................................252
Плавание с помощью крыла.......................................................253
Лопасти и весла ...........................................................................254
Что мы знаем? .............................................................................254
Приступаем к проекту..................................................................254
Подводная лодка.....................................................................254
Плавание с помощью хвоста .................................................256
Кольцевые соленоиды ......................................................256
Электрическая схема.........................................................256
Механика............................................................................257
Гидроизоляция...................................................................258
Эффективность модели....................................................259
Рыба-андроид .........................................................................259
Дополнительная информация.....................................................259
Список деталей для робота-рыбы..............................................260

Глава 14. Подводные 261
Виды летательных аппаратов легче воздуха ...........................262
Системы дирижаблей ..................................................................262
The Robot Group — Остин, Техас..................................................263
WEB Blimp — университет Беркли, Калифорния ........................263
Создание дирижаблей систем телеслежения
в виде «аватаров» и «големов» ...................................................264
Путешествие на Луну..............................................................264
Параметры дирижабля ................................................................264
Набор для конструирования дирижабля ....................................265
Гелий ........................................................................................266
Гелий или водород..................................................................266
Размеры дирижабля...............................................................267
Расчет подъемной силы....................................................267
Конструкция дирижабля.........................................................267
Видеокамера ПЗС.........................................................................268
Телевизионный передатчик....................................................268
Система радиоуправления .....................................................270
Дальнейшие усовершенствования ...................................271
Список деталей дирижабля.........................................................271
Ссылки в Интернете.....................................................................271

Глава 15. Роботизованная рука-манипулятор
интерфейс IBM PC и система голосового управления
Роботизованная рука-манипулятор............................................273
Принцип управления двигателями ........................................274
Создаем робота-андроида своими руками
Конструкция интерфейса для PC................................................276
Принцип работы интерфейса.................................................278
Подключение интерфейса к руке-манипулятору.......................279
Установка программы под Windows 95 .....................................280
Работа с программой под Windows 95.......................................280
Создание script - файла .........................................................281
«Оживление» предметов .............................................................281
Ограничения области применения..............................................282
Поиск исходного положения .......................................................282
Система ручного управления интерфейсом ..............................283
Программа DOS управления с клавиатуры................................284
Голосовое управление рукой-манипулятором ...........................284
Программирование интерфейса УРР ....................................286
Список деталей для интерфейса PC ..........................................286
Список деталей для интерфейса распознавания речи.............287

Глава 16. Кисть руки — андроид
Преимущества воздушной мышцы ............................................289
Применение.............................................................................289
Как работает воздушная мышца............................................289
Детали системы воздушной мышцы.....................................290
Крепление воздушной мышцы к другим механизмам ........292
Использование переходника воздушного насоса ................293
У вас Кока Кола или Пепси Кола? .........................................294
Изготовление первого демонстрационного устройства ...........296
Изготовление второго демонстрационного устройства ...........299
IBM интерфейс

Комментарии: