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『簡體書』机器人创意设计与制作全攻略

書城自編碼: 3496545
分類: 簡體書→大陸圖書→計算機/網絡人工智能
作 者: 苏易衡,王雪雁 主编
國際書號(ISBN): 9787122350435
出版社: 化学工业出版社
出版日期: 2020-05-01

頁數/字數: /
書度/開本: 16开 釘裝: 平装

售價:NT$ 539

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編輯推薦:
1、本书面向中小学校内科技教师,培训机构科技老师;热爱机器人技术的孩子及家长;机器人赛事参赛人员。
2、内容定位为便于读者平时阅览学习以及比赛时查找资料的工具书。
3、针对STEM教育的应用性需求,对中小学生创客活动,提高工程素养和动手能力,都会很有帮助。
4、本书作者指导的北信科水之队屡获世界比赛冠军。
內容簡介:
本书主要内容包括对机器人的基本认识、机器人系统的组成部分、机器人的外部结构、机器人的内部程序、常用工具的使用、机器人制作的方法和流程、青少年竞赛机器人介绍等。本书努力成为便于读者平时阅览学习以及比赛时查找资料的工具书。力求涵盖全面,在书中将同类技术的各类性能进行对比,便于读者选择适合自己的结构与算法。本书适合中小学校内科技教师,培训机构科技老师;热爱机器人技术的孩子及家长。还包括需要技术支持的机器人赛事参赛人员学习参考。
目錄
绪论 什么是机器人
0.1 综述 002
0.2 认识机器和机器人 002
0.3 机器人的发展历史 003
0.3.1 早期机器人的发展史 003
0.3.2 近代机器人的发展史 005
0.4 未来机器人的展望 010
0.5 形形色色的机器人 010
0.5.1 工业机器人 011
0.5.2 服务机器人 012
0.5.3 医疗机器人 014
0.5.4 军用机器人 015
0.6 机器人程序 016
0.6.1 低级语言阶段 017
0.6.2 高级语言阶段 017
0.7 如何动手做一个机器人 018
第1章 机器人系统的组成部分
1.1 综述 021
1.2 机器人系统 021
1.3 动力来源供电系统 024
1.3.1 直流电源 025
1.3.2 交流电源 025
1.3.3 储存电的仓库电池 026
1.4 机器人的大脑控制系统 027
1.5 机器人如何观察世界传感系统 030
1.5.1 信号与电信号 030
1.5.2 各式各样的传感器 031
1.6 是时候该执行任务了执行机构 032
1.7 动力能源的水龙头驱动器 033
第2章 机器人的外部结构
2.1 综述 035
2.2 认识零件 035
2.2.1 梁零件 035
2.2.2 板零件 037
2.2.3 杆零件 037
2.2.4 片零件和条零件 037
2.2.5 连接柱 038
2.2.6 角度连接件 038
2.2.7 方梁连接件 038
2.2.8 L形连接件 039
2.2.9 关节轴承 039
2.2.10 螺钉、螺栓和螺母 039
2.2.11 自攻螺钉 040
2.2.12 自锁螺母 040
2.2.13 顶丝 041
2.2.14 销 041
2.2.15 直齿轮 041
2.2.16 斜齿轮 042
2.2.17 锥齿轮 042
2.2.18 冠齿轮 042
2.2.19 滑轮 043
2.2.20 履带轮和履带 043
2.2.21 齿条 044
2.2.22 凸轮 044
2.2.23 蜗轮和蜗杆 045
2.2.24 棘轮和棘爪 045
2.2.25 轴 046
2.2.26 轴承 046
2.2.27 轴套 046
2.2.28 联轴器 046
2.2.29 丝杠 047
2.2.30 法兰盘 047
2.2.31 轮毂 047
2.2.32 电机支架 047
2.2.33 舵机支架和舵机臂 048
2.2.34 金属零件和EV3零件结合 048
2.3 机械结构 049
2.3.1 连杆机构 049
2.3.2 平面铰链四杆机构 050
2.3.3 曲柄滑块机构 052
2.3.4 齿轮机构 053
2.3.5 齿轮齿条机构 054
2.3.6 蜗轮蜗杆机构 055
2.3.7 凸轮机构 055
2.3.8 棘轮机构 056
2.3.9 带传动机构 057
2.3.10 链传动机构 058
2.3.11 螺旋机构 058
2.3.12 弹簧机构 059
2.3.13 阻尼机构 060
2.3.14 机构的串联 060
2.3.15 机构的并联 061
2.4 电路基础 061
2.4.1 电压 062
2.4.2 电流(电流强度) 063
2.4.3 直流电和交流电 063
2.4.4 电阻 063
2.4.5 串联与并联 064
2.4.6 短路 064
2.4.7 断路 064
2.4.8 导体、绝缘体、超导体 065
2.4.9 半导体 065
2.4.10 负载 065
2.4.11 单片机 066
2.4.12 芯片 066
2.4.13 引脚 066
2.4.14 印制电路板PCB 067
2.4.15 丝印 068
2.4.16 脉冲 068
2.4.17 封装 068
2.5 传感器 070
2.5.1 红外巡线传感器 071
2.5.2 超声波传感器 072
2.5.3 光敏传感器 073
2.5.4 声音传感器 074
2.5.5 碰撞开关和按键 074
2.5.6 火焰传感器 075
2.5.7 人体红外传感器 075
2.5.8 温湿度传感器 077
2.5.9 气体检测传感器 078
2.5.10 触摸传感器 078
2.5.11 倾斜传感器 079
2.5.12 磁性传感器 079
2.5.13 土壤湿度传感器和水蒸气传感器 079
2.5.14 压力传感器 080
2.5.15 颜色传感器 080
2.5.16 电子罗盘 081
2.5.17 陀螺仪 082
2.6 认识电子元器件 084
2.6.1 发光二极管 084
2.6.2 二极管 085
2.6.3 电阻 086
2.6.4 电容 087
2.6.5 电感 088
2.6.6 三极管 088
2.6.7 场效应管 089
2.6.8 三端稳压器 090
2.6.9 晶振 090
2.6.10 电位器 091
2.6.11 熔断器 091
2.6.12 电磁继电器 091
2.6.13 扬声器 092
2.6.14 蜂鸣器 092
2.6.15 数码管 093
2.6.16 全彩LED 094
2.6.17 液晶显示屏(LCD) 094
2.6.18 点阵屏 096
2.6.19 开关 097
2.6.20 自锁开关 097
2.6.21 拨码开关 098
2.6.22 面包板 098
2.6.23 洞洞板 099
2.6.24 排针 100
2.6.25 杜邦线 100
2.6.26 IC插座 100
2.6.27 跳线帽 100
2.6.28 鳄鱼夹 101
2.6.29 电池盒和电池座 101
2.6.30 USB接口 101
2.7 简单的电路 102
2.7.1 LED控制电路 102
2.7.2 全彩LED电路 103
2.7.3 7805直流降压电路 103
2.7.4 电阻分压电路 104
2.7.5 光控灯 105
2.7.6 循迹模块 106
2.7.7 惠斯通电桥 108
2.7.8 三极管放大电路 108
2.7.9 场效应管放大电路 110
2.7.10 单片机最小系统 111
2.7.11 USB转串口电路 113
2.7.12 L298N驱动电路 114
2.7.13 H桥 116
2.8 执行装置 117
2.8.1 直流电动机和减速电动机 117
2.8.2 舵机 118
2.8.3 步进电动机 119
2.8.4 伺服电动机 121
2.8.5 空心杯电动机和螺旋桨 122
2.8.6 无刷电动机和电调 122
2.8.7 振动电动机 123
2.8.8 电磁铁 123
2.8.9 其他装置 123
2.8.10 手爪 125
2.8.11 机械臂 125
2.8.12 履带 126
2.8.13 悬挂装置 126
2.8.14 万向轮和常见的轮式底盘 127
2.8.15 麦克纳姆轮 130
2.8.16 多足机器人 132
2.8.17 双足机器人 133
第3章 机器人的内部程序
3.1 综述 135
3.2 认识程序的框架 136
3.3 认识编译环境/编译器 137
3.4 基本元素 139
3.4.1 关键字 140
3.4.2 标识符 141
3.4.3 标识符的命名规范 142
3.4.4 空白符 142
3.5 数据类型 143
3.5.1 整数类型 143
3.5.2 浮点类型 145
3.5.3 void类型 145
3.6 变量 145
3.7 常量 147
3.8 运算符 148
3.8.1 算术运算符 148
3.8.2 关系运算符 151
3.8.3 逻辑运算符 153
3.8.4 位运算符 154
3.8.5 赋值运算符 157
3.9 判断 161
3.10 循环 163
3.10.1 循环类型 163
3.10.2 循环控制语句 173
3.10.3 无限循环 178
3.11 函数 179
3.11.1 定义函数 181
3.11.2 函数声明 182
3.11.3 调用函数 182
3.11.4 函数参数 184
3.12 数组 188
3.12.1 声明数组 188
3.12.2 初始化数组 188
3.12.3 访问数组元素 189
3.12.4 多维数组 190
3.12.5 传递数组给函数 192
3.13 字符串 195
3.14 输入和输出 198
3.14.1 标准文件 198
3.14.2 getchar和putchar函数 200
3.14.3 gets和puts函数 201
3.14.4 scanf和printf函数 202
3.15 进制 203
3.15.1 二进制 203
3.15.2 十六进制 204
3.15.3 进制间的转换 204
3.16 一些经典编程基础实例 205
第4章 工具的使用
4.1 综述 234
4.2 手动工具 234
4.2.1 旋具 234
4.2.2 扳手 235
4.2.3 钳子 237
4.2.4 剥线钳 238
4.2.5 网线钳 239
4.2.6 台钳 240
4.2.7 锤子 240
4.2.8 锯 241
4.2.9 剪刀 241
4.2.10 美工刀 242
4.2.11 游标卡尺 242
4.3 粘接工具 243
4.3.1 热熔胶枪和胶棒 243
4.3.2 螺纹胶 243
4.3.3 导热硅胶 244
4.3.4 双面泡沫胶 244
4.3.5 502胶水 245
4.3.6 尼龙扎带 245
4.4 电动工具 246
4.4.1 电钻 246
4.4.2 电动旋具 246
4.4.3 微型磨机 246
4.5 电路工具 247
4.5.1 万用表 247
4.5.2 电烙铁、焊台与焊锡 248
4.5.3 热风枪 250
4.5.4 吸锡器、吸锡线 250
4.5.5 助焊剂松香 251
4.5.6 热缩管 251
4.5.7 镊子 251
4.5.8 电线 251
4.5.9 电工胶带 252
4.6 来认识些更强大的工具吧 252
4.6.1 3D打印机 252
4.6.2 微型机床 253
第5章 机器人制作案例
5.1 综述 259
5.2 木工小车 259
5.2.1 准备工作 260
5.2.2 理解设计图纸 261
5.2.3 切割外轮廓 264
5.2.4 切割内轮廓 265
5.2.5 木棒的加工 266
5.2.6 铣零件 268
5.2.7 磨床打磨零件 269
5.2.8 底盘组装 270
5.2.9 车体组装 273
5.2.10 总结 274
5.3 EV3-金属机械臂 274
5.3.1 准备工作 275
5.3.2 了解机械臂 276
5.3.3 搭建云台 276
5.3.4 固定EV3控制器 278
5.3.5 组装机械臂 279
5.3.6 手爪组装 281
5.3.7 手爪的固定与优化 284
5.3.8 控制电路与接线 286
5.3.9 程序的编写 289
5.3.10 总结 292
5.4 三轮全向移动底盘 292
5.4.1 准备工作 293
5.4.2 三轮全向移动底盘概述 293
5.4.3 三轮全向移动底盘搭建 294
內容試閱
为什么要写这本书
自主机器人在军事、工业生产、日常生活等领域的应用已经十分广泛,机器人与人工智能更是国家战略性支柱产业。但是中国在机器人核心技术与核心产品上还存在许多不足,为了打破高端机器人技术的发展桎梏,机器人与人工智能技术教育的基础工作尤为重要。
机器人是机械、电子、控制、计算机、传感技术、人工智能等多个学科交叉的领域,想要全面地掌握其相关技术绝非易事,对于青少年科技爱好者和机器人初学者来说,学习起来容易无从下手。为了尽量减少机器人学习入门的难度,使读者仅通过本书就能系统深入地了解机器人技术,编者结合大量机器人学科竞赛与工程项目经验编写本书,以期献上绵薄之力。
主要内容与表述形式
1. 从硬件与软件两个维度进行拆分讲解。硬件是机器人完成动作与任务的基础,例如没有轮子,小车的底盘就无法移动;软件则实现对机器人行为的控制,例如程序会控制小车底盘应当是走还是停。
2. 以总-分-总的形式介绍机器人硬件,首先介绍机器人系统的组成部分,然后对各部分进行详解,最后通过实例将机器人的软、硬件进行结合。
3. 机器人智能性是程序赋予的。由于机器人编程涉及计算机和微控制器两部分,而C语言对这两部分编程的支持程度都很出色,所以本书的编程活动以C语言为主。C语言、Python、图形化编程等,都是编程语言或者说是编程的某种方式。我们的目标是通过编程控制机器人,而使用哪种语言进行编程是可以根据场景加以选择的,也就是说终点只有一个,但是路径有很多条,而C语言在大多数时候都能帮助我们到达终点。
一些阅读本书的建议
1. 一定要动手实践!机器人技术不是看一看书就能掌握的,在项目实施的过程中会出现各种意料之外的问题。查找问题与解决问题的能力,与设计、制作机器人的能力是同等重要的。
2. 绪论与第1章是对机器人系统建立概念的重要章节,如果您是机器人技术的初学者,这两个章节一定要仔细阅读并理解。
3. 有些读者可能接触图形化编程比较多,对代码形式的编程可能会有畏难情绪。图形化编程适合前期对编程思维的锻炼,但是并不适合智能程度更高的机器人项目。
读者群体
1. 青少年机器人爱好者。
2. 参与机器人竞赛或是学习活动的本科生与研究生。
3. 中、小学科技教师。
4. STEAM、创客教育培训机构的科技讲师。
5. 想要自行辅导或是陪伴孩子学习机器人技术的家长朋友们。
支持
本书由北京信息科技大学苏易衡、王雪雁主编,邱景红、杨金江、傅景楠、白帆副主编,高宇含、李宇、阿布都依木江、刘小铭参编。
由于作者水平有限,编写时间较为仓促,书中难免会有不准确的地方和不妥之处,恳请读者朋友们不吝赐教、批评指正。更多宝贵的意见还烦请发送至出版社,期待能够听到同好们的真挚反馈。
致谢
首先感谢我的母校和工作单位北京信息科技大学,这里有浓厚的学术氛围和深厚的机器人底蕴。我也有幸于2012年加入王雪雁老师带领的RoboCup中型组世界冠军团队Team Water,并于2016年加入张奇志与周亚丽两位教授带队的家庭服务机器人团队Sun@Home。没有这些杰出机器人团队的深厚积淀,就不会有本书的问世。
感谢本书参编成员的共同努力和辛勤付出,以及对本书提供帮助的各位朋友。感谢深圳洲宇教育提供的机器人设备。
编者

 

 

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