歡迎來(lái)到機(jī)器人技術(shù)的精彩世界！這是一本通俗易懂的機(jī)器人技術(shù)實(shí)踐參考書。本書以實(shí)例形式詳細(xì)介紹了當(dāng)今流行的機(jī)器人設(shè)計(jì)、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(jī)器人所需的知識(shí)和技能，提高制作水平。
本書收錄的22個(gè)精彩實(shí)例涵蓋了模擬機(jī)器人、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人、數(shù)字機(jī)器人、機(jī)器人衍生項(xiàng)目4個(gè)門類，內(nèi)容包括機(jī)器人的工作原理、設(shè)計(jì)思路和具體實(shí)現(xiàn)方法，可以循序漸進(jìn)地助你從入門者進(jìn)階為高手。不滿足于制作簡(jiǎn)單電路和機(jī)械結(jié)構(gòu)的朋友，快來(lái)跟隨本書的腳步挑戰(zhàn)一下自己吧！你會(huì)獲得知識(shí)與樂(lè)趣的雙重收獲。
本書可作為學(xué)生開(kāi)展第 二課堂或興趣愛(ài)好的參考指南，也可供業(yè)余機(jī)器人愛(ài)好者及模型愛(ài)好者閱讀和參考。
本書是《機(jī)器人制作入門》一書的姊妹篇。與《機(jī)器人制作入門》的簡(jiǎn)單、靈活和易實(shí)現(xiàn)相比，本書側(cè)重從工程學(xué)角度系統(tǒng)地展開(kāi)制作。書中包含了18個(gè)完整的機(jī)器人制作項(xiàng)目，以實(shí)例的形式向讀者介紹了開(kāi)展業(yè)余機(jī)器人制作需要掌握的思路和技術(shù)。zui后一章由4個(gè)和機(jī)器人密切相關(guān)的機(jī)電類DIY項(xiàng)目構(gòu)成，帶你從底層原理入手，用常見(jiàn)材料自制數(shù)字式電子計(jì)算機(jī)、密碼機(jī)等科技模型。
機(jī)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(gè)世界中自由旅行，探索其中的奧秘，還要掌握一些實(shí)用技術(shù)。與《機(jī)器人制作入門》相同，本書介紹的機(jī)器人的搭建手法仍然貫徹靈活多變的方針，只是更加強(qiáng)調(diào)了系統(tǒng)性和完整性。為了達(dá)到這個(gè)目的，你除了要熟練掌握測(cè)繪、鈑金、焊接、裝配和編程這些常見(jiàn)技術(shù)外，還應(yīng)該具備系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)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(jī)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(jī)；從簡(jiǎn)化成本角度考慮，又希望選擇更容易采購(gòu)的工具和材料……制作者需要事先考慮好每個(gè)細(xì)節(jié)。
本書不涉及復(fù)雜難懂的理論知識(shí)，大部分都是手工制作項(xiàng)目，對(duì)工具和材料的要求比較低，可以馬上對(duì)照著開(kāi)始制作。希望讀者可以通過(guò)書中的這些項(xiàng)目，快速掌握多種典型的機(jī)器人設(shè)計(jì)和建造流程，開(kāi)拓思路，創(chuàng)作出自己的作品。
臧海波是《無(wú)線電》雜志金 牌作者，在機(jī)器人制作、音響DIY領(lǐng)域有較強(qiáng)功底和一定影響力，著有《仿生機(jī)器人制作入門》、《機(jī)器人制作從入門到精通》，翻譯有《小型智能機(jī)器人制作全攻略(第4版)》、《愛(ài)上制作》等書。
第1章 模擬機(jī)器人 …………………………………………………… 001
1．1 高熵系統(tǒng)與尋光機(jī)器人 ………………………………………………………… 002
1．1．1 尋光機(jī)器人機(jī)械部分的制作 ………………………………………………………… 002
1．1．2 尋光機(jī)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(guò)程 ……………………………………………………………………………… 010
1．2．3 調(diào)試與思考 …………………………………………………………………………… 012
1．2．4 換個(gè)玩法 ……………………………………………………………………………… 014
第2章 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)機(jī)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(jī)械結(jié)構(gòu)的制作過(guò)程 ………………………………………………………………… 019
2．1．3 電子部分的制作過(guò)程 ………………………………………………………………… 021
2．1．4 效果 …………………………………………………………………………………… 024
2．2 機(jī)器螞蟻 ………………………………………………………………………… 025
2．2．1 制作機(jī)器螞蟻 ………………………………………………………………………… 025
2．2．2 測(cè)試版螞蟻的制作 …………………………………………………………………… 028
2．2．3 經(jīng)典的BEAMant 6．0機(jī)器螞蟻的制作 ……………………………………………… 030
2．2．4 機(jī)器螞蟻的運(yùn)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(shí)驗(yàn) ……………………………………………………………………… 035
2．3．1 關(guān)于CPG ……………………………………………………………………………… 035
2．3．2 CPG步態(tài) ……………………………………………………………………………… 036
2．3．3 4 足機(jī)器人的制作 ……………………………………………………………………… 039
2．3．4 加入意識(shí) ……………………………………………………………………………… 041
2．3．5 結(jié)論 …………………………………………………………………………………… 043
第3章 數(shù)字機(jī)器人 …………………………………………………… 044
3．1 基于Arduino 的機(jī)器龜 …………………………………………………………… 045
3．1．1 機(jī)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(jī)器人底盤 ………………………………………………… 048
3．1．3 機(jī)器龜?shù)碾娮硬糠?…………………………………………………………………… 050
3．1．4 為機(jī)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(guò)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(jī)器烏龜 ………………………………………………………………… 067
3．3．1 所需的工具和材料 …………………………………………………………………… 068
3．3．2 設(shè)計(jì)機(jī)器烏龜?shù)慕Y(jié)構(gòu)件 ……………………………………………………………… 069
3．3．3 加工機(jī)器烏龜?shù)慕Y(jié)構(gòu)件 ……………………………………………………………… 072
3．3．4 機(jī)器烏龜整體結(jié)構(gòu)的組裝 …………………………………………………………… 074
3．3．5 機(jī)器烏龜?shù)碾娮硬糠?………………………………………………………………… 078
3．3．6 最后的總裝 …………………………………………………………………………… 080
3．4 機(jī)器手指 ………………………………………………………………………… 081
3．4．1 機(jī)器手指的設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………… 082
3．4．2 裝配 …………………………………………………………………………………… 084
3．4．3 結(jié)論 …………………………………………………………………………………… 086
3．5 6足機(jī)器人 ………………………………………………………………………… 087
3．5．1 6 足機(jī)器人的構(gòu)成 ……………………………………………………………………… 088
3．5．2 裝配過(guò)程 ……………………………………………………………………………… 090
3．5．3 夾持器的安裝 ………………………………………………………………………… 101
3．5．4 手工制作機(jī)器人骨架 ………………………………………………………………… 105
3．6 傳感器、舵機(jī)、Arduino 和機(jī)器狗 ……………………………………………… 108
3．6．1 10 自由度機(jī)器狗 ……………………………………………………………………… 108
3．6．2 程序讓機(jī)器狗活起來(lái) ………………………………………………………………… 114
3．6．3 一些隨機(jī)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(jī)器手的制作 ………………………………………………………………………… 117
3．7．3 點(diǎn)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(jī)驅(qū)動(dòng) ……………………………………………………………………………… 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(jiǎn)單好玩的入門級(jí)雙足機(jī)器人 ………………………………………………… 154
3．9．1 機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) …………………………………………………………………… 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(jìn)電機(jī)打造一輛繪圖小車 ………………………………………………… 161
3．10．1 42 步進(jìn)電機(jī) …………………………………………………………………………… 161
3．10．2 A4988驅(qū)動(dòng)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(jī) …………………………………… 172
3．11．1 硬件 …………………………………………………………………………………… 172
3．11．2 軟件 …………………………………………………………………………………… 174
3．11．3 測(cè)試 …………………………………………………………………………………… 177
3．11．4 優(yōu)化 …………………………………………………………………………………… 178
3．11．5 硬件升級(jí) ……………………………………………………………………………… 181
3．11．6 軟件優(yōu)化 ……………………………………………………………………………… 182
3．11．7 舵機(jī)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(jī) ………………………………………………… 190
3．12．1 設(shè)計(jì)思路 ……………………………………………………………………………… 190
3．12．2 制作碼牌機(jī) …………………………………………………………………………… 192
3．12．3 控制程序 ……………………………………………………………………………… 194
3．12．4 問(wèn)題和改進(jìn)思路 ……………………………………………………………………… 200
3．13 畫蛋機(jī) …………………………………………………………………………… 203
3．13．1 Sphere Bot …………………………………………………………………………… 203
3．13．2 畫蛋機(jī)的電子部分 …………………………………………………………………… 204
3．13．3 創(chuàng)客應(yīng)該怎么選購(gòu)工具 ……………………………………………………………… 206
3．13．4 畫蛋機(jī)的結(jié)構(gòu)部分 …………………………………………………………………… 208
第4章 機(jī)器人衍生項(xiàng)目 ……………………………………………… 211
4．1 自制簡(jiǎn)易數(shù)字式電子計(jì)算機(jī) …………………………………………………… 212
4．1．1 運(yùn)算器的設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………… 212
4．1．2 寄存器的設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………… 218
4．1．3 數(shù)據(jù)總線與輸入/ 輸出端的設(shè)計(jì) ……………………………………………………… 218
4．1．4 簡(jiǎn)易計(jì)算機(jī)的使用方法 ……………………………………………………………… 221
4．1．5 由繼電器構(gòu)成的機(jī)電式加法機(jī) ……………………………………………………… 222
4．2 自制簡(jiǎn)易小臺(tái)鉆 ………………………………………………………………… 224
4．2．1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………………… 225
4．2．2 工具和材料準(zhǔn)備 ……………………………………………………………………… 225
4．2．3 機(jī)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(shí)間——自制機(jī)電一體時(shí)鐘 ……………………………………………… 233
4．3．1 設(shè)計(jì)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(yùn)行效果 ……………………………………………………………………………… 240
4．4 自制一臺(tái)簡(jiǎn)單、實(shí)用的密碼機(jī) ………………………………………………… 241
4．4．1 單碼加密法 …………………………………………………………………………… 241
4．4．2 設(shè)計(jì)密碼機(jī) …………………………………………………………………………… 244
4．4．3 制作密碼機(jī) …………………………………………………………………………… 245
4．4．4 總結(jié) …………………………………………………………………………………… 248
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