機(jī)器人創(chuàng)意設(shè)計(jì)與制作全攻略

緒論 什么是機(jī)器人
0.1 綜述 / 002
0.2 認(rèn)識(shí)機(jī)器和機(jī)器人 / 002
0.3 機(jī)器人的發(fā)展歷史 / 003
0.3.1 早期機(jī)器人的發(fā)展史 / 003
0.3.2 近代機(jī)器人的發(fā)展史 / 005
0.4 未來機(jī)器人的展望 / 010
0.5 形形色色的機(jī)器人 / 010
0.5.1 工業(yè)機(jī)器人 / 011
0.5.2 服務(wù)機(jī)器人 / 012
0.5.3 醫(yī)療機(jī)器人 / 014
0.5.4 軍用機(jī)器人 / 015
0.6 機(jī)器人程序 / 016
0.6.1 低級(jí)語言階段 / 017
0.6.2 高級(jí)語言階段 / 017
0.7 如何動(dòng)手做一個(gè)機(jī)器人 / 018

第1章 機(jī)器人系統(tǒng)的組成部分
1.1 綜述 / 021
1.2 機(jī)器人系統(tǒng) / 021
1.3 動(dòng)力來源——供電系統(tǒng) / 024
1.3.1 直流電源 / 025
1.3.2 交流電源 / 025
1.3.3 儲(chǔ)存電的倉庫——電池 / 026
1.4 機(jī)器人的大腦——控制系統(tǒng) / 027
1.5 機(jī)器人如何觀察世界——傳感系統(tǒng) / 030
1.5.1 信號(hào)與電信號(hào) / 030
1.5.2 各式各樣的傳感器 / 031
1.6 是時(shí)候該執(zhí)行任務(wù)了——執(zhí)行機(jī)構(gòu) / 032
1.7 動(dòng)力能源的水龍頭——驅(qū)動(dòng)器 / 033

第2章 機(jī)器人的外部結(jié)構(gòu)
2.1 綜述 / 035
2.2 認(rèn)識(shí)零件 / 035
2.2.1 梁零件 / 035
2.2.2 板零件 / 037
2.2.3 桿零件 / 037
2.2.4 片零件和條零件 / 037
2.2.5 連接柱 / 038
2.2.6 角度連接件 / 038
2.2.7 方梁連接件 / 038
2.2.8 L形連接件 / 039
2.2.9 關(guān)節(jié)軸承 / 039
2.2.10 螺釘、螺栓和螺母 / 039
2.2.11 自攻螺釘 / 040
2.2.12 自鎖螺母 / 040
2.2.13 頂絲 / 041
2.2.14 銷 / 041
2.2.15 直齒輪 / 041
2.2.16 斜齒輪 / 042
2.2.17 錐齒輪 / 042
2.2.18 冠齒輪 / 042
2.2.19 滑輪 / 043
2.2.20 履帶輪和履帶 / 043
2.2.21 齒條 / 044
2.2.22 凸輪 / 044
2.2.23 蝸輪和蝸桿 / 045
2.2.24 棘輪和棘爪 / 045
2.2.25 軸 / 046
2.2.26 軸承 / 046
2.2.27 軸套 / 046
2.2.28 聯(lián)軸器 / 046
2.2.29 絲杠 / 047
2.2.30 法蘭盤 / 047
2.2.31 輪轂 / 047
2.2.32 電機(jī)支架 / 047
2.2.33 舵機(jī)支架和舵機(jī)臂 / 048
2.2.34 金屬零件和EV3零件結(jié)合 / 048
2.3 機(jī)械結(jié)構(gòu) / 049
2.3.1 連桿機(jī)構(gòu) / 049
2.3.2 平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu) / 050
2.3.3 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) / 052
2.3.4 齒輪機(jī)構(gòu) / 053
2.3.5 齒輪齒條機(jī)構(gòu) / 054
2.3.6 蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu) / 055
2.3.7 凸輪機(jī)構(gòu) / 055
2.3.8 棘輪機(jī)構(gòu) / 056
2.3.9 帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu) / 057
2.3.10 鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu) / 058
2.3.11 螺旋機(jī)構(gòu) / 058
2.3.12 彈簧機(jī)構(gòu) / 059
2.3.13 阻尼機(jī)構(gòu) / 060
2.3.14 機(jī)構(gòu)的串聯(lián) / 060
2.3.15 機(jī)構(gòu)的并聯(lián) / 061
2.4 電路基礎(chǔ) / 061
2.4.1 電壓 / 062
2.4.2 電流（電流強(qiáng)度） / 063
2.4.3 直流電和交流電 / 063
2.4.4 電阻 / 063
2.4.5 串聯(lián)與并聯(lián) / 064
2.4.6 短路 / 064
2.4.7 斷路 / 064
2.4.8 導(dǎo)體、絕緣體、超導(dǎo)體 / 065
2.4.9 半導(dǎo)體 / 065
2.4.10 負(fù)載 / 065
2.4.11 單片機(jī) / 066
2.4.12 芯片 / 066
2.4.13 引腳 / 066
2.4.14 印制電路板PCB / 067
2.4.15 絲印 / 068
2.4.16 脈沖 / 068
2.4.17 封裝 / 068
2.5 傳感器 / 070
2.5.1 紅外巡線傳感器 / 071
2.5.2 超聲波傳感器 / 072
2.5.3 光敏傳感器 / 073
2.5.4 聲音傳感器 / 074
2.5.5 碰撞開關(guān)和按鍵 / 074
2.5.6 火焰?zhèn)鞲衅?/ 075
2.5.7 人體紅外傳感器 / 075
2.5.8 溫濕度傳感器 / 077
2.5.9 氣體檢測(cè)傳感器 / 078
2.5.10 觸摸傳感器 / 078
2.5.11 傾斜傳感器 / 079
2.5.12 磁性傳感器 / 079
2.5.13 土壤濕度傳感器和水蒸氣傳感器 / 079
2.5.14 壓力傳感器 / 080
2.5.15 顏色傳感器 / 080
2.5.16 電子羅盤 / 081
2.5.17 陀螺儀 / 082
2.6 認(rèn)識(shí)電子元器件 / 084
2.6.1 發(fā)光二極管 / 084
2.6.2 二極管 / 085
2.6.3 電阻 / 086
2.6.4 電容 / 087
2.6.5 電感 / 088
2.6.6 三極管 / 088
2.6.7 場(chǎng)效應(yīng)管 / 089
2.6.8 三端穩(wěn)壓器 / 090
2.6.9 晶振 / 090
2.6.10 電位器 / 091
2.6.11 熔斷器 / 091
2.6.12 電磁繼電器 / 091
2.6.13 揚(yáng)聲器 / 092
2.6.14 蜂鳴器 / 092
2.6.15 數(shù)碼管 / 093
2.6.16 全彩LED / 094
2.6.17 液晶顯示屏（LCD） / 094
2.6.18 點(diǎn)陣屏 / 096
2.6.19 開關(guān) / 097
2.6.20 自鎖開關(guān) / 097
2.6.21 撥碼開關(guān) / 098
2.6.22 面包板 / 098
2.6.23 洞洞板 / 099
2.6.24 排針 / 100
2.6.25 杜邦線 / 100
2.6.26 IC插座 / 100
2.6.27 跳線帽 / 100
2.6.28 鱷魚夾 / 101
2.6.29 電池盒和電池座 / 101
2.6.30 USB接口 / 101
2.7 簡單的電路 / 102
2.7.1 LED控制電路 / 102
2.7.2 全彩LED電路 / 103
2.7.3 7805直流降壓電路 / 103
2.7.4 電阻分壓電路 / 104
2.7.5 光控?zé)?/ 105
2.7.6 循跡模塊 / 106
2.7.7 惠斯通電橋 / 108
2.7.8 三極管放大電路 / 108
2.7.9 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路 / 110
2.7.10 單片機(jī)最小系統(tǒng) / 111
2.7.11 USB轉(zhuǎn)串口電路 / 113
2.7.12 L298N驅(qū)動(dòng)電路 / 114
2.7.13 H橋 / 116
2.8 執(zhí)行裝置 / 117
2.8.1 直流電動(dòng)機(jī)和減速電動(dòng)機(jī) / 117
2.8.2 舵機(jī) / 118
2.8.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) / 119
2.8.4 伺服電動(dòng)機(jī) / 121
2.8.5 空心杯電動(dòng)機(jī)和螺旋槳 / 122
2.8.6 無刷電動(dòng)機(jī)和電調(diào) / 122
2.8.7 振動(dòng)電動(dòng)機(jī) / 123
2.8.8 電磁鐵 / 123
2.8.9 其他裝置 / 123
2.8.10 手爪 / 125
2.8.11 機(jī)械臂 / 125
2.8.12 履帶 / 126
2.8.13 懸掛裝置 / 126
2.8.14 萬向輪和常見的輪式底盤 / 127
2.8.15 麥克納姆輪 / 130
2.8.16 多足機(jī)器人 / 132
2.8.17 雙足機(jī)器人 / 133

第3章 機(jī)器人的內(nèi)部程序
3.1 綜述 / 135
3.2 認(rèn)識(shí)程序的框架 / 136
3.3 認(rèn)識(shí)編譯環(huán)境／編譯器 / 137
3.4 基本元素 / 139
3.4.1 關(guān)鍵字 / 140
3.4.2 標(biāo)識(shí)符 / 141
3.4.3 標(biāo)識(shí)符的命名規(guī)范 / 142
3.4.4 空白符 / 142
3.5 數(shù)據(jù)類型 / 143
3.5.1 整數(shù)類型 / 143
3.5.2 浮點(diǎn)類型 / 145
3.5.3 void類型 / 145
3.6 變量 / 145
3.7 常量 / 147
3.8 運(yùn)算符 / 148
3.8.1 算術(shù)運(yùn)算符 / 148
3.8.2 關(guān)系運(yùn)算符 / 151
3.8.3 邏輯運(yùn)算符 / 153
3.8.4 位運(yùn)算符 / 154
3.8.5 賦值運(yùn)算符 / 157
3.9 判斷 / 161
3.10 循環(huán) / 163
3.10.1 循環(huán)類型 / 163
3.10.2 循環(huán)控制語句 / 173
3.10.3 無限循環(huán) / 178
3.11 函數(shù) / 179
3.11.1 定義函數(shù) / 181
3.11.2 函數(shù)聲明 / 182
3.11.3 調(diào)用函數(shù) / 182
3.11.4 函數(shù)參數(shù) / 184
3.12 數(shù)組 / 188
3.12.1 聲明數(shù)組 / 188
3.12.2 初始化數(shù)組 / 188
3.12.3 訪問數(shù)組元素 / 189
3.12.4 多維數(shù)組 / 190
3.12.5 傳遞數(shù)組給函數(shù) / 192
3.13 字符串 / 195
3.14 輸入和輸出 / 198
3.14.1 標(biāo)準(zhǔn)文件 / 198
3.14.2 getchar和putchar函數(shù) / 200
3.14.3 gets和puts函數(shù) / 201
3.14.4 scanf和printf函數(shù) / 202
3.15 進(jìn)制 / 203
3.15.1 二進(jìn)制 / 203
3.15.2 十六進(jìn)制 / 204
3.15.3 進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換 / 204
3.16 一些經(jīng)典編程基礎(chǔ)實(shí)例 / 205

第4章 工具的使用
4.1 綜述 / 234
4.2 手動(dòng)工具 / 234
4.2.1 旋具 / 234
4.2.2 扳手 / 235
4.2.3 鉗子 / 237
4.2.4 剝線鉗 / 238
4.2.5 網(wǎng)線鉗 / 239
4.2.6 臺(tái)鉗 / 240
4.2.7 錘子 / 240
4.2.8 鋸 / 241
4.2.9 剪刀 / 241
4.2.10 美工刀 / 242
4.2.11 游標(biāo)卡尺 / 242
4.3 粘接工具 / 243
4.3.1 熱熔膠槍和膠棒 / 243
4.3.2 螺紋膠 / 243
4.3.3 導(dǎo)熱硅膠 / 244
4.3.4 雙面泡沫膠 / 244
4.3.5 502膠水 / 245
4.3.6 尼龍?jiān)鷰?/ 245
4.4 電動(dòng)工具 / 246
4.4.1 電鉆 / 246
4.4.2 電動(dòng)旋具 / 246
4.4.3 微型磨機(jī) / 246
4.5 電路工具 / 247
4.5.1 萬用表 / 247
4.5.2 電烙鐵、焊臺(tái)與焊錫 / 248
4.5.3 熱風(fēng)槍 / 250
4.5.4 吸錫器、吸錫線 / 250
4.5.5 助焊劑——松香 / 251
4.5.6 熱縮管 / 251
4.5.7 鑷子 / 251
4.5.8 電線 / 251
4.5.9 電工膠帶 / 252
4.6 來認(rèn)識(shí)些更強(qiáng)大的工具吧 / 252
4.6.1 3D打印機(jī) / 252
4.6.2 微型機(jī)床 / 253

第5章 機(jī)器人制作案例
5.1 綜述 / 259
5.2 木工小車 / 259
5.2.1 準(zhǔn)備工作 / 260
5.2.2 理解設(shè)計(jì)圖紙 / 261
5.2.3 切割外輪廓 / 264
5.2.4 切割內(nèi)輪廓 / 265
5.2.5 木棒的加工 / 266
5.2.6 銑零件 / 268
5.2.7 磨床打磨零件 / 269
5.2.8 底盤組裝 / 270
5.2.9 車體組裝 / 273
5.2.10 總結(jié) / 274
5.3 EV3-金屬機(jī)械臂 / 274
5.3.1 準(zhǔn)備工作 / 275
5.3.2 了解機(jī)械臂 / 276
5.3.3 搭建云臺(tái) / 276
5.3.4 固定EV3控制器 / 278
5.3.5 組裝機(jī)械臂 / 279
5.3.6 手爪組裝 / 281
5.3.7 手爪的固定與優(yōu)化 / 284
5.3.8 控制電路與接線 / 286
5.3.9 程序的編寫 / 289
5.3.10 總結(jié) / 292
5.4 三輪全向移動(dòng)底盤 / 292
5.4.1 準(zhǔn)備工作 / 293
5.4.2 三輪全向移動(dòng)底盤概述 / 293
5.4.3 三輪全向移動(dòng)底盤搭建 / 294