乐高机器人EV3程序设计艺术 机器人机械结构搭建技术书 乐高机器人制作教程书籍 乐 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

[美] TerryGriffin 著，韦皓文龚禕 译

图书标签:

• 乐高EV3
• 机器人
• 编程
• 机械结构
• 搭建
• 教程
• STEM教育
• 青少年
• 动手实践
• 乐高机器人

店铺： 书虫图书专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115418128

商品编码：24009155645

包装：平装

开本：128

出版时间：2016-04-01

商品参数

乐高机器人EV3程序设计艺术
	定价	89.00
	出版社	人民邮电出版社
	版次	第壹版
	出版时间	2016年04月
	开本	128开
	作者	[美]Terry Griffin
	装帧	平装
	页数	0
	字数	0
	ISBN编码	9787115418128
	重量	740

内容介绍

 无论是年轻的机器人爱好者、教授儿童学习机器人的成年人、家长、FLL的教练，还是在课堂上使用EV3教学的老师，任何想要为EV3机器人编写程序的人都可以使用本书。我写本书的目标之一就是当年轻的初学者想进行深度学习时，能在本书中找到足够的学习资料，这些学习资料能帮助学生和老师理解什么是EV3程序以及如何使用它。

作者介绍

 特里·格里芬是一位有着20多年工作经验的软件工程师，他把大部分时间都花在创建控制各种类型机器的软件上。他获得了麻省大学计算机科学硕士学位，曾在大学和成人教育中教授过编程。作为一个终身乐高爱好者，他曾编写过《LEGO MINDSTORMS NXT程序设计艺术》（No Starch出版公司出版）一书，帮助自己在中学教授科学和数学的妻子，在她的教室中应用不可思议的机器人。目前，他工作于卡尔蔡司的离子显微镜创新中心部门，为带电粒子显微镜编写控制软件。

目录

第1章    乐高和机器人：一个伟大的组合     1

第2章    EV3编程环境                     6

第3章    Tribot：测试机器人                    15

第4章     运动                                    40

第5章    传感器             53

第6章    程序流程                         72

第7章    贴墙行走程序：走迷宫     86

第8章    数据线             100

第9章    数据线和开关模块         111

第10章    数据线和循环模块         121

第11章    变量             129

第12章    自定义模块         144

第13章    数学与逻辑         157

第14章    ev3灯、按钮和显示         173

第15章    数组             183

第16章    文件             203

第17章    数据记录             220

第18章    多任务             231

第19章    巡线 PID控制程序         242

附录A    NXT和EV3的兼容性         257

附录B    ev3网络资源         259

穿越时光的机械之舞：齿轮、连杆与智能创意的奥秘 你是否曾凝视着那些精巧运转的机械装置，惊叹于它们如何将冰冷的金属与塑料，通过巧妙的结构转化为富有生命力的运动？你是否梦想过亲手搭建出能够思考、行动的智能机器，让你的创意化为齿轮转动的轰鸣，让你的指令驱动手臂的挥舞？这本书，将带领你踏上一段揭秘机械结构搭建的奇妙旅程，让你深入了解那些让机器人“活”过来的核心技术。 我们不再局限于简单的拼搭，而是深入探究机械传动系统的精髓。齿轮，这个看似简单的圆形零件，却是力量传递的基石。我们将剖析不同类型齿轮（如直齿轮、斜齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆）的几何形状、啮合原理以及它们在传动比、扭矩放大和方向改变中所扮演的关键角色。你将学习如何根据不同的动力传输需求，选择最合适的齿轮组合，计算精确的传动比，从而实现平稳、高效的动力输出。想象一下，通过精确的齿轮啮合，你能够将一个微弱的电机动力，转化为足以举起重物的强大力量，或是实现高速旋转以完成精密的切割任务。 连杆机构，则是赋予机器人运动灵魂的另一重要组成部分。从最简单的四连杆机构，到更为复杂的曲柄滑块、回转斜盘机构，我们将一步步解析它们的运动轨迹、约束条件和设计原理。你将了解如何通过巧妙的连杆组合，设计出能够模拟步行、抓取、转向等多种复杂运动的机械臂和腿部结构。我们将探讨不同连杆长度、连接方式对最终运动效果的影响，并教授你如何运用工程学原理，预测并优化连杆机构的运动特性，避免干涉和死点，实现平滑、流畅的动作。想象一下，通过精准设计的连杆，你的机器人能够迈出稳健的步伐，或是以优雅的弧线伸展手臂，完成精细的操作。 除了基本的传动原理，本书还将深入探讨各种关键的机械连接方式和结构设计。轴承，作为减少摩擦、支撑旋转部件的关键，我们将认识不同类型的轴承（如滚珠轴承、滚子轴承、滑动轴承）的结构特点、承载能力和应用场景。你将学习如何选择合适的轴承来降低能量损耗，延长部件寿命，并确保机械系统的稳定运行。螺钉、螺母、销钉等紧固件，看似微不足道，却是连接和固定所有机械部件的生命线。我们将详细介绍各种紧固件的类型、规格、选用原则以及安装技巧，让你了解如何通过可靠的连接，构建起坚固耐用的机器人骨架。 我们还会聚焦于机器人结构设计的通用原则和创新思路。如何平衡强度与重量？如何优化重心以提高稳定性？如何设计模块化的结构以便于维修和升级？这些都是搭建高性能机器人必须考虑的关键问题。你将学习到各种加固技巧，例如三角形结构的应用、梁的受力分析、桁架结构的搭建等，这些都将帮助你构建出能够承受各种挑战的坚固机身。同时，我们也鼓励你跳出思维定势，探索仿生学在机器人结构设计中的应用，从自然界中汲取灵感，创造出更具效率和适应性的机械形态。 本书还将触及一些更为精密的机械概念。例如，摩擦力，我们将在理解其产生机理的基础上，学习如何有效地控制和利用摩擦力。在某些需要抓取的场合，适当的摩擦力至关重要；而在需要高效传动时，则需要最大程度地减少摩擦。你将了解润滑剂的作用，以及如何根据不同的工况选择合适的润滑方式。此外，我们还会涉及一些关于材料选择的讨论。不同的材料（如塑料、金属、复合材料）拥有各自独特的力学性能、重量和加工特性。理解这些特性，能够帮助你为机器人的不同部位选择最合适的材料，从而在性能、成本和耐用性之间找到最佳平衡点。 更进一步，本书将引导你思考如何将这些基础的机械原理与实际应用相结合。当你的机器人需要完成一项特定任务时，例如搬运物品、在崎岖地形上行走、或者进行精确的测量，你将如何运用所学的机械知识来设计出满足这些需求的结构？我们将通过案例分析，展示如何将抽象的机械原理转化为具体的解决方案，让你明白，机械结构的搭建并非是孤立的技巧，而是解决实际问题的有力工具。 这本书的写作风格将力求清晰易懂，循序渐进，即使是初学者也能循着指引，逐步掌握其中的奥秘。我们不会仅仅停留在理论的堆砌，而是会通过大量的图示、模型搭建示意图和实际操作建议，将抽象的概念具象化，让你的学习过程充满乐趣和成就感。每一章的内容都将以扎实的理论基础为起点，然后逐步深入到更复杂的应用和设计技巧，确保你在掌握了基础知识之后，能够有能力去应对更具挑战性的项目。 我们将深入探讨如何利用各种常见的连接件和基础构件，例如销钉、螺钉、螺母、垫圈、轴套、万向节等，去构建出各种各样具有特定功能的机械部件。你会了解到，即使是看似简单的连接，其背后也蕴含着力学和工程的智慧。例如，选择合适的螺钉规格和拧紧力度，就可能直接影响到整个结构的强度和稳定性。 此外，本书还会涉及一些关于运动学和动力学的基本概念，但会以非常直观和应用性的方式来呈现，避免过于枯燥的数学推导。你将理解速度、加速度、力矩等基本物理量在机械运动中的意义，并学会如何运用这些概念来预测和控制机器人的运动行为。例如，当你想让你的机器人实现平稳加速时，就需要考虑施加的力矩和机器人的惯性。 本书的目标是激发你的创造力，培养你独立解决机械设计问题的能力。你将学会如何分解复杂的机械系统，分析每个部件的功能和相互作用，然后重新组合，创造出全新的解决方案。我们将鼓励你进行大量的实验和试错，因为在机械搭建的世界里，实践是检验真理的唯一标准。每一次失败的尝试，都将是你宝贵的学习经验，让你在下一次的设计中做得更好。 最终，这本书将不仅仅是一本关于如何搭建机械结构的教程，更是一本关于如何将你的创意化为现实的指南。它将教会你如何像一个真正的工程师一样思考，如何从基础原理出发，一步步构建出精巧、高效、富有创意的机械装置。你将学会欣赏齿轮的精确运转，连杆的优雅舞动，以及它们如何共同协作，驱动着一个充满无限可能的世界。这是一次关于机械之美的探索，一次关于智能创造的启蒙，一次让你真正掌握“如何让机器动起来”的奥秘之旅。

评分☆☆☆☆☆

我最近尝试用这本书来指导我儿子进行一个关于灾难搜救机器人的项目，效果出乎意料地好。我原本以为复杂的编程概念对他来说可能太抽象了，但他却沉浸其中，乐此不疲。这本书的优势在于，它将复杂的编程概念巧妙地融入到一个个趣味性十足、且具有明确目标的小项目中。比如，书中设计了一个“模拟火灾感应并撤离”的单元，它不仅要求机器人能识别特定的颜色（模拟火源），还需要它具备路径规划和避障的能力。作者在设计这个任务时，非常注重“增量式开发”的理念，第一步只是识别颜色，第二步加入简单的转向，第三步引入更复杂的逻辑判断。这种层层递进的方式，极大地保护了孩子的学习兴趣和成就感。而且，书中对机械结构的描述也同样出色，它并没有将机械搭建和软件编程割裂开来，而是强调两者之间的相互影响。例如，它会明确指出，如果你的悬挂系统在转弯时倾斜度过大，那么你的陀螺仪读数就会出现偏差，从而影响到直线行驶的精度，并给出相应的机械修正建议。这种跨学科的综合指导，对于培养孩子的工程思维是非常宝贵的。阅读过程中，我发现连我这个成年人都能从中找到新的知识点，这本书的受众群体覆盖面比我想象的要广得多。

评分☆☆☆☆☆

我对技术书籍的评价标准通常非常苛刻，我更看重的是其内容的前沿性和实操的可验证性。这本书在“前沿性”这一点上做得相当到位。它没有过多纠缠于EV3系统早期的那些经典但已略显过时的应用，而是重点放在了如何利用现有硬件平台实现接近工业级控制的稳健性。书中关于“PID控制”在平衡车项目中的应用，绝对是这本书的点睛之笔。作者没有使用那种教科书式的、充满复杂数学公式的讲解，而是通过生动的模拟动画和实际的反馈回路图，将“比例、积分、微分”这三个参数的物理意义和对机器人运动的影响解释得淋漓尽致。我曾尝试用其他资料实现一个简单的平衡算法，但效果总是不尽如人意，总是出现过冲或振荡。而遵循这本书中的参数调优步骤，我成功地让我的机器人稳定地站立了几分钟，这在以往是难以想象的成就。这种将高级控制理论“接地气”的能力，是这本书最难能可贵之处。此外，书中对于代码的模块化和注释规范也给出了很高的标准，这对于多人协作或后期维护项目代码习惯的养成具有长远的指导意义。

评分☆☆☆☆☆

这本关于乐高EV3程序设计的书籍，我拿到手的时候是带着一种既期待又有点忐忑的心情的。我对机器人编程一直很感兴趣，但又担心技术性太强，会让我这个初学者望而却步。然而，翻开书页后，我发现我的顾虑完全是多余的。书中的讲解方式非常平易近人，即使是复杂的逻辑结构，作者也能用非常形象的比喻和清晰的图示来阐述。最让我印象深刻的是，它不仅仅停留在“怎么做”的层面，而是深入探讨了“为什么这么做”的编程思维。它没有急于展示华丽的成品，而是花了很多篇幅去解释变量、循环和条件判断在机器人控制中的实际应用场景，这对于建立扎实的编程基础至关重要。比如，在讲解如何让机器人实现一个复杂的巡线任务时，作者没有直接给出最终代码，而是引导读者一步步思考如何分解问题、如何处理传感器数据异常等实际工程中会遇到的难题。这种循序渐进的教学方法，让我感觉自己不是在被动地接受知识，而是在积极地参与一个创造性的构建过程。我特别欣赏作者在书中穿插的一些“陷阱与对策”的小章节，那些都是我在实际搭建和调试过程中经常遇到的“坑”，能提前看到这些提醒，无疑节省了我大量的试错时间。这本书的排版也很舒服，色彩搭配和模块化布局让阅读体验非常流畅，即便是在深夜阅读，也不会感到眼睛疲劳。我强烈推荐给所有希望从“搭积木”升级到“设计和控制”层面的乐高爱好者们。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我对市面上大多数机器人入门书籍都感到有些审美疲劳，它们往往充斥着大量重复的、一眼就能在网上搜到的基础教程，缺乏真正的深度和创新性。然而，这本《乐高机器人EV3程序设计艺术》却给我带来了耳目一新的感觉。它的核心价值在于对“艺术”二字的深刻诠释——这里的艺术，指的不是炫技，而是如何用最简洁、最优雅的代码去实现复杂的功能。我尤其欣赏作者在讲解高级算法时所展现出的那种匠心独运。例如，书中关于“有限状态机”在机器人行为控制中的应用讲解，其清晰度和逻辑严密性，甚至超过了我大学里学习的专业课程教材。它不仅仅是告诉我们如何搭建一个具有机械臂的机器人，而是深入剖析了如何通过状态切换来管理机械臂在抓取、提升、放置等不同阶段的优先级和安全约束。这种深度思考的引导，极大地提升了我对系统性设计概念的理解。此外，书中对于调试工具的使用技巧介绍得极其详尽和实用，很多隐藏的日志输出和模拟测试功能，如果不是有经验的开发者指点，普通用户很难自行发现并加以利用。这本书真正做到了从“操作者”到“设计者”的心态转变，它教会我的不是一套固定的代码模板，而是一套可以灵活迁移到任何机器人平台上的设计哲学。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉，更像是一本充满激情的“匠人笔记”，而非冷冰冰的技术手册。它的叙事风格非常独特，充满了对创造过程的敬畏和探索的乐趣。在讲解如何设计一个能够“自主决策”的机器人时，作者大量引用了类似哲学思辨的描述，例如探讨“机器的感知与现实的偏差”，这极大地激发了我对于人工智能和机器人伦理的思考。虽然这本书的核心是程序设计，但它成功地将技术学习提升到了一个更高的层面——即如何通过技术手段来映射和解决现实世界中的复杂问题。我特别喜欢其中一章，讲述的是如何设计一个能够适应不同光照强度下进行物体抓取的视觉系统，它不仅涉及颜色传感器和光线传感器的联合使用，还探讨了如何利用软件算法来动态调整传感器的阈值，以适应环境变化。这种“自适应性”的设计理念，是衡量一个优秀机器人系统的关键指标。这本书的语言风格中带着一种鼓励冒险和尝试的积极性，它告诉你失败是学习的必经之路，关键在于如何从错误中提取有效信息。对于那些已经掌握了基础编程，渴望进行真正创新性设计的读者来说，这本书无疑是一剂强心针。