《智能机器人技术应用与实践》是一本系统全面、理论与实践相结合的专业教材，旨在引导读者深入了解智能机器人相关的核心技术与应用领域。全书结构严谨，涵盖了从基础的单片机技术、移动机器人系统构建，到复杂的智能系统集成与项目实战，再到SLAM导航技术以及综合项目探索。通过理论讲解、技术分析与操作实践相结合的方式，帮助读者掌握机器人硬件设计、控制策略、传感器应用、路径规划等关键技术，培养读者的动手能力和创新思维。
本书的特色在于内容兼具系统性与应用性，强调动手实验和项目实践，特别设计了多个项目环节，使读者能够在实践中巩固理论知识，提升综合应用能力。教材还引入模块化设计理念，强调开放式软件开发环境，为未来的技术扩展与个性化创新提供平台。
本书可作为机器人工程、自动化等专业的本科生、研究生教材，也可供职业技能培训学员、机器人竞赛参赛者及爱好者，以及广大从事智能机器人研发和应用的工程技术人员阅读参考。
第1章 智能机器人技术概述 1
本章知识导图 1
本章学习目标 2
1.1 单片机与移动机器人技术发展现状 2
1.1.1 单片机技术演进历程 2
1.1.2 移动机器人技术趋势 4
1.1.3 国内外研究与应用现状 5
1.2 典型行业应用场景分析 7
1.2.1 工业自动化的应用 7
1.2.2 服务业的创新实践 8
1.2.3 特种行业的探索 8
1.3 探索者模块化机器人组件介绍 9
1.3.1 模块化设计思路 9
1.3.2 开放式软件开发环境 14
1.4 探索者智能机器人技术开发平台介绍 15
1.4.1 平台设计思路 16
1.4.2 开放式软件开发环境 18
本章小结 18
思考题 19
第2章 单片机控制技术基础 20
本章知识导图 20
本章学习目标 21
2.1 单片机核心架构 21
2.1.1 Basra主控板简介 21
2.1.2 MCU-F4主控板简介 22
2.2 电机控制 23
2.2.1 直流电机的工作原理 24
2.2.2 直流电机的应用 25
2.2.3 舵机的工作原理 28
2.2.4 舵机的应用 29
2.2.5 步进电机的工作原理 32
2.2.6 步进电机的应用 34
2.3 多种传感器功能与类型 37
2.3.1 数字量传感器 37
2.3.2 数字量传感器的应用 40
2.3.3 模拟量传感器 41
2.3.4 模拟量传感器的应用 44
本章小结 52
思考题 52
第3章 移动机器人系统构建 53
本章知识导图 53
本章学习目标 53
3.1 抓取机构 54
3.1.1 齿轮连杆手爪 54
3.1.2 舵机平行夹爪 58
3.2 转运机构 60
3.2.1 直角坐标系机械臂 60
3.2.2 并联机械臂 67
3.3 关节驱动与自由度控制 81
3.3.1 结构设计 82
3.3.2 3自由度机械臂逆运动学控制实验 84
本章小结 89
思考题 90
第4章 智能系统集成与项目实战 91
本章知识导图 91
本章学习目标 91
4.1 底盘构型组装实践 92
4.1.1 双轮驱动底盘组装实践 92
4.1.2 四轮驱动底盘组装实践 94
4.1.3 履带式底盘组装实践 96
4.1.4 四轮全向底盘组装实践 97
4.1.5 三轮全向底盘与控制 99
4.2 机器人控制实验 99
4.2.1 四轮全向机器人控制实验 99
4.2.2 三轮全向机器人控制实验 103
4.2.3 仿人形机器人控制实验 107
4.2.4 机器狗运动控制实验 113
本章小结 119
思考题 119
第5章 SLAM导航 120
本章知识导图 120
本章学习目标 120
5.1 概述 121
5.1.1 硬件环境介绍 121
5.1.2 电路连接介绍 122
5.1.3 软件环境介绍 125
5.2 键盘控制底盘小车运动 125
5.3 底盘小车同步定位与建图——SLAM 128
5.4 底盘小车导航——navigation 133
本章小结 139
思考题 140
第6章 综合项目探索 141
6.1 全地形防爆机器人设计（竞赛赛项1） 141
6.1.1 项目目标 141
6.1.2 技术指标 141
6.1.3 教学实施 142
6.2 平稳运输机器人设计（竞赛赛项2） 149
6.2.1 具体目标 149
6.2.2 所需材料 149
6.2.3 实施步骤 150
本章小结 152
思考题 153
参考文献 154
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