歡迎來到機器人技術(shù)的精彩世界！這是一本通俗易懂的機器人技術(shù)實踐參考書。本書以實例形式詳細(xì)介紹了當(dāng)今流行的機器人設(shè)計、選材和制作方法，意在讓讀者以很快的速度掌握制作小型智能機器人所需的知識和技能，提高制作水平。
本書收錄的22個精彩實例涵蓋了模擬機器人、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機器人、數(shù)字機器人、機器人衍生項目4個門類，內(nèi)容包括機器人的工作原理、設(shè)計思路和具體實現(xiàn)方法，可以循序漸進地助你從入門者進階為高手。不滿足于制作簡單電路和機械結(jié)構(gòu)的朋友，快來跟隨本書的腳步挑戰(zhàn)一下自己吧！你會獲得知識與樂趣的雙重收獲。
本書可作為學(xué)生開展第 二課堂或興趣愛好的參考指南，也可供業(yè)余機器人愛好者及模型愛好者閱讀和參考。
本書是《機器人制作入門》一書的姊妹篇。與《機器人制作入門》的簡單、靈活和易實現(xiàn)相比，本書側(cè)重從工程學(xué)角度系統(tǒng)地展開制作。書中包含了18個完整的機器人制作項目，以實例的形式向讀者介紹了開展業(yè)余機器人制作需要掌握的思路和技術(shù)。zui后一章由4個和機器人密切相關(guān)的機電類DIY項目構(gòu)成，帶你從底層原理入手，用常見材料自制數(shù)字式電子計算機、密碼機等科技模型。
機器人的世界是需要想象力的，但是只有想象力還不夠，想要在這個世界中自由旅行，探索其中的奧秘，還要掌握一些實用技術(shù)。與《機器人制作入門》相同，本書介紹的機器人的搭建手法仍然貫徹靈活多變的方針，只是更加強調(diào)了系統(tǒng)性和完整性。為了達到這個目的，你除了要熟練掌握測繪、鈑金、焊接、裝配和編程這些常見技術(shù)外，還應(yīng)該具備系統(tǒng)化的設(shè)計思路。如從快速搭建角度考慮，可以采用搭焊結(jié)構(gòu)；從整體性角度考慮，可以采用機架堆砌式結(jié)構(gòu)；從追求完 美角度考慮，就要用到CAD和雕刻機；從簡化成本角度考慮，又希望選擇更容易采購的工具和材料……制作者需要事先考慮好每個細(xì)節(jié)。
本書不涉及復(fù)雜難懂的理論知識，大部分都是手工制作項目，對工具和材料的要求比較低，可以馬上對照著開始制作。希望讀者可以通過書中的這些項目，快速掌握多種典型的機器人設(shè)計和建造流程，開拓思路，創(chuàng)作出自己的作品。
臧海波是《無線電》雜志金 牌作者，在機器人制作、音響DIY領(lǐng)域有較強功底和一定影響力，著有《仿生機器人制作入門》、《機器人制作從入門到精通》，翻譯有《小型智能機器人制作全攻略(第4版)》、《愛上制作》等書。
第1章 模擬機器人 …………………………………………………… 001
1．1 高熵系統(tǒng)與尋光機器人 ………………………………………………………… 002
1．1．1 尋光機器人機械部分的制作 ………………………………………………………… 002
1．1．2 尋光機器人電子部分的制作 ………………………………………………………… 004
1．1．3 高熵系統(tǒng) ……………………………………………………………………………… 006
1．1．4 結(jié)論 …………………………………………………………………………………… 007
1．2 2D光電跟蹤頭 …………………………………………………………………… 008
1．2．1 2D光電跟蹤頭的構(gòu)造 ………………………………………………………………… 009
1．2．2 制作過程 ……………………………………………………………………………… 010
1．2．3 調(diào)試與思考 …………………………………………………………………………… 012
1．2．4 換個玩法 ……………………………………………………………………………… 014
第2章 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機器人 ……………………………………………… 015
2．1 3D光電跟蹤頭 …………………………………………………………………… 016
2．1．1 材料的選擇 …………………………………………………………………………… 017
2．1．2 機械結(jié)構(gòu)的制作過程 ………………………………………………………………… 019
2．1．3 電子部分的制作過程 ………………………………………………………………… 021
2．1．4 效果 …………………………………………………………………………………… 024
2．2 機器螞蟻 ………………………………………………………………………… 025
2．2．1 制作機器螞蟻 ………………………………………………………………………… 025
2．2．2 測試版螞蟻的制作 …………………………………………………………………… 028
2．2．3 經(jīng)典的BEAMant 6．0機器螞蟻的制作 ……………………………………………… 030
2．2．4 機器螞蟻的運行效果 ………………………………………………………………… 033
2．2．5 借助游戲模擬神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) ……………………………………………………………… 034
2．3 CPG小實驗 ……………………………………………………………………… 035
2．3．1 關(guān)于CPG ……………………………………………………………………………… 035
2．3．2 CPG步態(tài) ……………………………………………………………………………… 036
2．3．3 4 足機器人的制作 ……………………………………………………………………… 039
2．3．4 加入意識 ……………………………………………………………………………… 041
2．3．5 結(jié)論 …………………………………………………………………………………… 043
第3章 數(shù)字機器人 …………………………………………………… 044
3．1 基于Arduino 的機器龜 …………………………………………………………… 045
3．1．1 機器龜?shù)慕Y(jié)構(gòu)部分 …………………………………………………………………… 045
3．1．2 用光驅(qū)外殼或飛盤制作機器人底盤 ………………………………………………… 048
3．1．3 機器龜?shù)碾娮硬糠?…………………………………………………………………… 050
3．1．4 為機器龜編程 ………………………………………………………………………… 053
3．1．5 自制Arduino 控制器 …………………………………………………………………… 054
3．2 打造人工小環(huán)境 ………………………………………………………………… 057
3．2．1 制作過程 ……………………………………………………………………………… 058
3．2．2 智能溫室控制器的使用方法 ………………………………………………………… 063
3．3 9自由度機器烏龜 ………………………………………………………………… 067
3．3．1 所需的工具和材料 …………………………………………………………………… 068
3．3．2 設(shè)計機器烏龜?shù)慕Y(jié)構(gòu)件 ……………………………………………………………… 069
3．3．3 加工機器烏龜?shù)慕Y(jié)構(gòu)件 ……………………………………………………………… 072
3．3．4 機器烏龜整體結(jié)構(gòu)的組裝 …………………………………………………………… 074
3．3．5 機器烏龜?shù)碾娮硬糠?………………………………………………………………… 078
3．3．6 最后的總裝 …………………………………………………………………………… 080
3．4 機器手指 ………………………………………………………………………… 081
3．4．1 機器手指的設(shè)計 ……………………………………………………………………… 082
3．4．2 裝配 …………………………………………………………………………………… 084
3．4．3 結(jié)論 …………………………………………………………………………………… 086
3．5 6足機器人 ………………………………………………………………………… 087
3．5．1 6 足機器人的構(gòu)成 ……………………………………………………………………… 088
3．5．2 裝配過程 ……………………………………………………………………………… 090
3．5．3 夾持器的安裝 ………………………………………………………………………… 101
3．5．4 手工制作機器人骨架 ………………………………………………………………… 105
3．6 傳感器、舵機、Arduino 和機器狗 ……………………………………………… 108
3．6．1 10 自由度機器狗 ……………………………………………………………………… 108
3．6．2 程序讓機器狗活起來 ………………………………………………………………… 114
3．6．3 一些隨機想法 ………………………………………………………………………… 115
3．7 數(shù)控焰火——“火神” …………………………………………………………… 116
3．7．1 “火神”的構(gòu)思 ………………………………………………………………………… 116
3．7．2 機器手的制作 ………………………………………………………………………… 117
3．7．3 點火裝置的制作 ……………………………………………………………………… 125
3．7．4 加工底盤 ……………………………………………………………………………… 126
3．7．5 總裝 …………………………………………………………………………………… 127
3．7．6 “火神”的效果 ………………………………………………………………………… 129
3．7．7 結(jié)論 …………………………………………………………………………………… 131
3．8 模塊化智能小車制作全攻略 …………………………………………………… 132
3．8．1 成品模塊 ……………………………………………………………………………… 132
3．8．2 小車 …………………………………………………………………………………… 134
3．8．3 傳感器 ………………………………………………………………………………… 135
3．8．4 主控板 ………………………………………………………………………………… 137
3．8．5 電機驅(qū)動 ……………………………………………………………………………… 138
3．8．6 系統(tǒng)總裝 ……………………………………………………………………………… 139
3．8．7 程序模塊 ……………………………………………………………………………… 142
3．8．8 顯示模塊 ……………………………………………………………………………… 148
3．8．9 自制模塊 ……………………………………………………………………………… 150
3．9 簡單好玩的入門級雙足機器人 ………………………………………………… 154
3．9．1 機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計 …………………………………………………………………… 155
3．9．2 結(jié)構(gòu)部分的制作 ……………………………………………………………………… 156
3．9．3 電子部分的制作 ……………………………………………………………………… 157
3．9．4 程序部分 ……………………………………………………………………………… 160
3．10 用步進電機打造一輛繪圖小車 ………………………………………………… 161
3．10．1 42 步進電機 …………………………………………………………………………… 161
3．10．2 A4988驅(qū)動模塊 ……………………………………………………………………… 163
3．10．3 制作小車 ……………………………………………………………………………… 166
3．10．4 電子部分 ……………………………………………………………………………… 167
3．10．5 繪圖小車 ……………………………………………………………………………… 168
3．11 Arduino+Processing 制作極客風(fēng)格繪圖機 …………………………………… 172
3．11．1 硬件 …………………………………………………………………………………… 172
3．11．2 軟件 …………………………………………………………………………………… 174
3．11．3 測試 …………………………………………………………………………………… 177
3．11．4 優(yōu)化 …………………………………………………………………………………… 178
3．11．5 硬件升級 ……………………………………………………………………………… 181
3．11．6 軟件優(yōu)化 ……………………………………………………………………………… 182
3．11．7 舵機的選擇 …………………………………………………………………………… 186
3．11．8 TSP藝術(shù) ……………………………………………………………………………… 187
3．12 自制數(shù)控式多米諾骨牌碼放機 ………………………………………………… 190
3．12．1 設(shè)計思路 ……………………………………………………………………………… 190
3．12．2 制作碼牌機 …………………………………………………………………………… 192
3．12．3 控制程序 ……………………………………………………………………………… 194
3．12．4 問題和改進思路 ……………………………………………………………………… 200
3．13 畫蛋機 …………………………………………………………………………… 203
3．13．1 Sphere Bot …………………………………………………………………………… 203
3．13．2 畫蛋機的電子部分 …………………………………………………………………… 204
3．13．3 創(chuàng)客應(yīng)該怎么選購工具 ……………………………………………………………… 206
3．13．4 畫蛋機的結(jié)構(gòu)部分 …………………………………………………………………… 208
第4章 機器人衍生項目 ……………………………………………… 211
4．1 自制簡易數(shù)字式電子計算機 …………………………………………………… 212
4．1．1 運算器的設(shè)計 ………………………………………………………………………… 212
4．1．2 寄存器的設(shè)計 ………………………………………………………………………… 218
4．1．3 數(shù)據(jù)總線與輸入/ 輸出端的設(shè)計 ……………………………………………………… 218
4．1．4 簡易計算機的使用方法 ……………………………………………………………… 221
4．1．5 由繼電器構(gòu)成的機電式加法機 ……………………………………………………… 222
4．2 自制簡易小臺鉆 ………………………………………………………………… 224
4．2．1 結(jié)構(gòu)設(shè)計 ……………………………………………………………………………… 225
4．2．2 工具和材料準(zhǔn)備 ……………………………………………………………………… 225
4．2．3 機械結(jié)構(gòu)的制作 ……………………………………………………………………… 226
4．2．4 電路部分的制作 ……………………………………………………………………… 228
4．2．5 使用效果 ……………………………………………………………………………… 230
4．2．6 后記 …………………………………………………………………………………… 231
4．3 把玩時間——自制機電一體時鐘 ……………………………………………… 233
4．3．1 設(shè)計思路 ……………………………………………………………………………… 234
4．3．2 制作結(jié)構(gòu)部分 ………………………………………………………………………… 235
4．3．3 制作電子部分 ………………………………………………………………………… 237
4．3．4 運行效果 ……………………………………………………………………………… 240
4．4 自制一臺簡單、實用的密碼機 ………………………………………………… 241
4．4．1 單碼加密法 …………………………………………………………………………… 241
4．4．2 設(shè)計密碼機 …………………………………………………………………………… 244
4．4．3 制作密碼機 …………………………………………………………………………… 245
4．4．4 總結(jié) …………………………………………………………………………………… 248
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