机器人特工训练营 课程指南（下）/乐高机器人培训丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张海兵，徐茜茜 著

图书标签:

• 乐高机器人
• 机器人
• STEM教育
• 编程教育
• 青少年科技
• 机器人搭建
• 课程指南
• 乐高
• 教育
• 机器人特工

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302469483

版次：1

商品编码：12101983

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-06-01

用纸：胶版纸

页数：82

字数：111000

正文语种：中文

产品特色

编辑推荐

◆ 独特、创新、跨学科的教学设计，增进孩子们的合作意识。
◆ 较强的趣味性、实践性和探索性，激发孩子们的学习兴趣。
◆ 综合运用的多学科知识，让孩子们不断获得新的体验和技能。
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内容简介

本书循序渐进地讲解了乐高9686套装中各个零部件的名称、特点及使用方法，是教师指导学生学习机器人机械结构的参考指南。本书的课程设计以小特工参加野外集训为主线，让学生在情境中通过建构结构模型解决遇到的实际问题。课程内容的安排以阶梯式呈现，相对独立又不失衔接，从简单的基础结构（如三角形结构、桁架结构）开始，逐步延伸到杠杆、齿轮等简单机械，对于相关的重要知识点有明确的解释，其涉及的活动也符合学生的年龄特点。
本书涉及的机械知识点以供教师参考为主，教师宜根据学生的实际情况设计教学环节，激发学生的学习兴趣和探究机械结构的欲望，培养学生勇于探索和创新的品质。

作者简介

张海兵，负责浙江省台州市双语学校信息技术教学和学校信息化管理工作，兼校外教育机器人教育课程顾问。具有丰富的机器人教学和课程开发经验，精通乐高数字化建模；编著多套机器人教育课程书籍；曾获全国第三届中小学机器人课堂教学展评课一等奖，辅导学生多次参加省、市机器人大赛并获大奖；浙江省中小学教师机器人教育拓展性课程专项培训讲师，致力于机器人教育的普及，让更多的孩子受益。

徐茜茜，从事乐高机器人校外教育教学多年，对机器人教育教学有一定的研究。热爱教育事业，对幼儿、小学教育有独到的见解，善于捕捉孩子的兴趣，并从孩子的身心特点出发组织教学活动。设计的机器人微课程曾获浙江省校外教育微课大赛一等奖；承建的“WeDO机器人微课程”通过省教育厅验收，在全省推广使用；教学设计获省校外教育教师技能大赛二等奖。浙江省中小学教师机器人教育拓展性课程专项培训讲师，推崇“玩中学，学中玩”的教育理念，愿将世界上的教育带给孩子们。

目录

第1课 求救装置............................................................................................. 1
第2课 避障车................................................................................................. 6
第3课 巡逻车............................................................................................... 12
第4课 超级锤子........................................................................................... 17
第5课 跳舞娃娃........................................................................................... 24
第6课 橡皮筋动力小车................................................................................. 29
第7课 风能车............................................................................................... 34
第8课 风力起重机........................................................................................ 40
第9课 陆地快艇........................................................................................... 46
第10课 转向小车......................................................................................... 52
第11课 火箭车............................................................................................. 57
第12课 F1赛车............................................................................................. 62
第13课 步行者............................................................................................. 68
第14课 机器狗............................................................................................. 72
第15课 天体模型......................................................................................... 78

精彩书摘

　　机器人特工训练营——课程指南（下）
　　12
　　第3课
　　巡逻车
　　学习目标
　　科学：
　　●科学观察
　　●科学分析
　　●简单机械
　　●能量转化
　　技术/工程：
　　●装配组件
　　●设计解决方案
　　●测试
　　数学：
　　●将二维图建构成三维模型
　　●比率
　　艺术：
　　●美观结构设计
　　●描绘
　　●正确表述
　　词汇：
　　●差速器：能够使左、右（或前、后）驱动轮实现以不同转速转动的机构。
　　●形变：物体在力的作用下发生的形状或体积改变。
　　●弹力：也称弹性力。物体受外力作用发生形变后，若撤去外力，物体能恢复原来形状的力，叫作弹力。
　　其他：
　　●活动场地
　　●合适的皮筋
　　●5号电池
　　13
　　第3课巡逻车
　　联系
　　避障车帮助盖瑞和玛丽躲避了许多危险，可是，当他们继续前进时发现前方有悬崖，幸好发现及时。这时，玛丽又开始发愁了：“万一不小心速度过快，掉进了悬崖怎么办？我们的避障车要是碰到悬崖也能自动转弯就好了？”“我有办法了。”盖瑞一拍脑门说，“看我的，我要将避障车进行改造，让它可以探测悬崖。”
　　建构
　　.搭建巡逻车。
　　注意：（1）检查巡逻车是否能顺利前行，若不能，检查电池电量是否充足，马达接口是否连接紧密，马达上的轴是否插入，齿轮的安装是否妥当，是否妥善啮合。轴套或半轴套的安装不宜过紧。
　　（2）将巡逻车置于桌面，巡逻车前面的探测轴紧靠桌子边缘，让巡逻车按顺时针方向行进，检查巡逻车是否能在桌角顺利转弯，若不能，检查皮筋的弹力是否足够，尝试更换皮筋或增加皮筋的数量。
　　反思
　　.转动左右轴，仔细观察差速器的运转。
　　差速器位于巡逻车轮子之间，其外壳是驱动，通过两个输出轴将动力传递到轮子上。
　　差速器通过中间的锥齿轮传递来自外壳的动力，这个中间的锥齿轮与两根轴上的锥齿轮相互啮合，它可以平衡两个输出轴上的动力，即它能使其中一个轴转的比另一个快。这种平衡动力的能力可以使车辆转向平稳。
　　.仔细观察并思考，巡逻车在行进过程中，皮筋起什么作用？
　　巡逻车在行进过程中，皮筋可以改变它的行驶方向，外力的施加或撤除使皮筋被拉伸或缩回，从而实现巡逻车的直行或转弯。
　　巡逻车静止时，其前轮处于转弯的状态。将巡逻车的探测器置于桌面（“悬崖”）边缘，让巡逻车处于直行的状态，此时，皮筋被拉伸，并发生形变，具有弹性势能。所以，巡逻车直行时，皮筋一直保持这样的形变状态。而巡逻车转弯的瞬间，探测器悬空，被拉伸的皮筋失去了外力，恢复原来的状态，小车前轮转向，小车得以自动转弯。
　　延续
　　.在活动场地测试巡逻车，根据测试，改善巡逻车结构。
　　……

前言/序言

　　在全面推行素质教育的大背景下，随着现代社会人工智能应用范围的日趋广泛，能够全面锻炼学生综合素质的机器人课程开始走进中小学，它凭借较强的趣味性、实践性、探索性和创新性，吸引了众多学生的参与，并极大地调动了学生的积极性，这也使其在越来越多的学校和校外机构中如火如荼地开展起来。然而，不论是学校教育、校外教育，还是家庭教育，都缺乏相应的规范教材，机器人教材的开发与规范迫在眉睫。
　　“乐高机器人培训丛书”专门针对小学低年级学生设计和开发，旨在为学生提供与他人合作的机会，使学生体会良好的合作需要有效的分工，培养和提升学生的团队合作意识。本套丛书采用乐高9686科学与技术教育套装为教具或学具，课程包括结构与力、简单机械、动力机械、能源转化等科技内容的45个活动案例，秉承“学中玩”的教学理念；采用STEAM跨学科创新教学法，综合运用科学、技术、工程、艺术、数学等多学科知识，使学生不断获得新的体验和技能；遵循4C教育理念，通过“联系—建构—反思—延续”的过程提高学生的学习兴趣，轻松实现创新型教学。
　　教师在组织教学时，可以安排学生两两合作，两人共用一套器材。课程活动内容分为A、B两部分，其中一部分课程内容是独立的，即两名同学共用一套器材，用不同的零部件搭建同一主题内容的不同模型；大部分课程内容是需要组合的，即同一模型的不同部分最终需要组合在一起才能成为一个完整的模型。书中提供的搭建步骤供教师及学生参考，模型为基础主题模型，建议学生在完成基础模型后对模型进行一定程度的探究，并进行有效的创新。
　　本套丛书包括“课程指南”“搭建指南”和“学生活动手册”，共12本。
　　（1）“课程指南”：分为上、中、下3册。
　　（2）“搭建指南”：分为上、中、下3册，每册分为A、B两个版本。
　　（3）“学生活动手册”：分为上、中、下3册。
　　本套丛书可作为中小学或校外机构的教学用书，也可作为学生的自学手册。
　　编者
　　2017年1月

《机器人特工训练营 课程指南（下）/乐高机器人培训丛书》简介 欢迎来到《机器人特工训练营 课程指南（下）》，这是乐高机器人爱好者们探索机器人世界、释放无限创造力的进阶篇章。如果你已经通过“上册”的学习，掌握了乐高机器人的基础搭建技巧和编程入门知识，那么“下册”将带你进入一个更广阔、更具挑战性的机器人应用领域。本书将引导你深入理解机器人系统的工作原理，学习更复杂的编程逻辑，并最终设计和构建出能够完成特定任务的智能机器人。 本书并非一本枯燥的理论教科书，而是一本充满实践性、启发性的操作指南。我们将以乐高机器人平台为载体，通过一系列精心设计的项目和挑战，逐步提升你的机器人设计、编程和问题解决能力。无论你是对机械工程着迷，还是对人工智能充满好奇，亦或是希望通过有趣的实践学习科学知识，本书都将是你不可或缺的伙伴。 第一部分：深入理解机器人核心——感知与执行 在“上册”中，我们已经接触了基本的传感器和马达，它们是机器人与外界交互和进行动作的“感官”和“肢体”。在“下册”中，我们将对这些核心组件进行更深入的探索，并学习如何更有效地利用它们。 高级传感器应用： 超声波传感器（Ultrasonic Sensor）的应用进阶： 我们将学习如何利用超声波传感器实现更精准的避障功能，例如，不仅仅是简单的“碰到就转弯”，而是能够提前感知障碍物的距离，并根据距离进行更平滑的路径规划。我们会探索如何校准传感器，处理传感器数据的噪音，以及在复杂环境中（如狭窄通道、多个障碍物）实现可靠的避障。 颜色传感器（Color Sensor）的多样化 활용： 从简单的识别颜色，到更复杂的色彩跟踪、识别特定颜色标志以执行不同指令，再到利用颜色传感器进行路径跟随（例如，跟随一条黑线），我们将一步步解锁颜色传感器的强大能力。你会学习到如何区分不同的光照条件对传感器读数的影响，并采取相应的补偿措施。 陀螺仪传感器（Gyro Sensor）的精确控制： 陀螺仪传感器能够测量机器人的角速度和方向变化，这对于实现精确的转向、原地旋转以及保持平衡至关重要。本书将指导你如何利用陀螺仪传感器实现180度或90度的精准旋转，以及如何让机器人沿着直线稳定行驶，减少因地面不平或轮子打滑造成的偏移。 集成传感器的数据融合： 了解如何同时使用多个传感器，并将它们的数据进行融合，以做出更明智的决策。例如，结合超声波传感器和陀螺仪传感器，让机器人在避障的同时保持既定的行驶方向。 精细化马达控制： PWM（Pulse Width Modulation）调速： 超越简单的“开”和“关”，我们将学习如何通过PWM技术精确控制马达的速度，实现慢速、中速、快速等多种速度模式，甚至可以模拟渐进加速或减速的效果。 PID（Proportional-Integral-Derivative）控制器入门： 对于希望实现更高精度控制的学习者，本书将引入PID控制器的概念。通过简单的例子，你将理解PID控制器如何根据误差的比例、累积和变化趋势来调整马达输出，从而实现更稳定、更精确的位置或速度控制。例如，让机器人手臂能够精确地抓取特定高度的物体。 编码器（Encoder）反馈的应用： 如果你使用的是带有编码器的马达，我们将学习如何利用编码器提供的里程计信息，实现精确的距离行驶和位置定位。这对于构建复杂的导航系统和需要精确移动的应用至关重要。 第二部分：智慧之源——编程逻辑与算法 如果说硬件是机器人的“身体”，那么编程就是机器人的“大脑”。“下册”将带你进入更深层次的编程世界，学习如何用更智能、更高效的代码来驱动你的机器人。 结构化编程与模块化设计： 函数（Functions）的运用： 学习如何将重复性的代码块封装成函数，提高代码的可读性和可重用性。这将使你的程序结构更清晰，便于维护和扩展。我们将通过实例展示如何创建和调用自定义函数，以及参数传递和返回值的使用。 面向对象编程（OOP）初步概念： 引入类（Class）和对象（Object）的基本概念，让你理解如何将数据和行为封装在一起，构建更复杂的机器人系统。即使是初步接触，也能为将来更深入的学习打下基础。 高级编程技巧与算法： 条件语句的复杂组合： 学习如何使用嵌套的if-else语句、switch-case语句等，处理更复杂的逻辑判断，让机器人能够根据多种传感器输入做出更智能的决策。 循环（Loops）的精妙运用： 除了简单的for循环和while循环，我们将探索如何使用它们来处理数组、迭代数据，以及实现更复杂的运动模式，例如，让机器人执行一系列连续的动作。 状态机（State Machine）的设计： 学习如何使用状态机来管理机器人的行为。机器人可以处于不同的“状态”（如“空闲”、“巡逻”、“追逐”、“避障”等），并在不同状态之间根据输入进行切换。这对于构建能够处理复杂交互的机器人至关重要。 基本的路径规划算法（概念性介绍）： 引入简单的路径规划概念，例如，如何让机器人找到从起点到终点的最短路径，或者在避开已知障碍物的情况下找到一条可行的路径。我们将通过模拟或简化的算法演示，让你初步了解路径规划的思维方式。 决策树（Decision Tree）的实现： 学习如何构建简单的决策树，让机器人在面对不同情况时，能够按照预设的逻辑分支做出相应的选择。 第三部分：项目实战——从创意到成品 理论的学习最终是为了实践。本书将提供一系列循序渐进的项目，让你将所学的知识融会贯通，亲手打造出令人惊叹的机器人作品。 智能避障小车： 结合超声波传感器、陀螺仪传感器和马达控制，设计一辆能够在复杂环境中自主导航、智能避障的小车。你可以挑战让它能够绘制出行驶过的地图，或者在迷宫中找到出口。 色彩识别分拣机器人： 利用颜色传感器，制作一个能够识别不同颜色物品，并根据颜色进行分拣的机器人手臂或平台。你可以想象一个能够自动将不同颜色的积木堆叠起来的机器人。 跟随者与追逐者： 学习如何编程让机器人跟随特定颜色或物体移动，或者让一个机器人追逐另一个机器人。这将涉及对传感器数据的实时处理和快速响应。 自动化仓储机器人（简化版）： 尝试构建一个简单的机器人，能够识别并抓取特定位置的物体，并将其放置到指定区域。这可以让你体验到物流和自动化仓储的基本原理。 艺术创作机器人： 探索如何让机器人进行绘画或书法创作。通过精确控制机械臂的运动和笔触，创造出独特的艺术作品。 互动游戏机器人： 设计一个能够与人进行简单互动的机器人，例如，一个能够玩猜数字游戏、或者进行简单的躲避追逐游戏的机器人。 本书特色： 实践导向： 每一个章节都配有详细的搭建步骤、编程示例和调试技巧，让你能够边学边做，快速掌握核心技能。 挑战升级： 项目设计由浅入深，循序渐进，让你在不断克服挑战的过程中获得成就感，并激发你的创新思维。 趣味性与教育性并存： 乐高机器人本身就充满了乐趣，本书将知识点巧妙地融入到有趣的机器人项目中，让学习过程充满活力。 鼓励探索与创新： 除了提供标准解决方案，本书还会引导你思考“还有什么可能？”，鼓励你根据自己的想法进行修改和拓展，创造出独一无二的机器人。 清晰的图文讲解： 配备大量高质量的图片和图示，清晰展示搭建步骤和编程逻辑，即使是初学者也能轻松理解。 《机器人特工训练营 课程指南（下）》将带你踏上更深入的机器人探索之旅。在这里，你将不仅仅是搭建和编程，更是学习如何思考、如何解决问题、如何将你的创意变为现实。准备好迎接挑战，成为一名真正的机器人特工吧！

评分☆☆☆☆☆

“哇！终于等到《机器人特工训练营 课程指南（下）》了！我之前就已经非常喜欢上册的内容，感觉像打开了一个全新的世界，每天都忍不住翻看。这次的下册，我简直是迫不及待地想要深入学习。拿到手的那一刻，我就被厚实的纸张和清晰的排版吸引了，感觉这是一本能陪伴我很久的学习伙伴。我最期待的是能够学习到更多高级的机器人搭建技巧，尤其是那些我之前觉得很复杂、很神秘的机械结构，希望在这本书里能有详细的图文讲解，让我能够一步步跟着做出来。而且，我对书中提到的各种传感器和编程逻辑也充满好奇，想知道它们是如何协同工作的，怎样才能让我的机器人变得更加智能，能够完成更具挑战性的任务。我一直觉得，乐高机器人不仅仅是搭建，更重要的是思维的训练，是如何去分析问题，找到解决方案，然后通过编程实现。我相信这本书肯定会在这方面给我带来更多的启发和指导。之前上册的一些小项目，我虽然完成了，但总觉得还可以做得更好，或者可以尝试一些更炫酷的功能。下册的内容，我预感会带来更多让我眼前一亮的设计和创意，让我能够将我的机器人‘特工’们打造成真正的‘高手’！我已经开始计划我的下一个周末，要全身心地投入到这本书的学习中了，绝对不会辜负我的期待！”

评分☆☆☆☆☆

“作为一名在机器人制作道路上不断探索的爱好者，我对《机器人特工训练营 课程指南（下）》抱有极大的期待。从上册的体验来看，这本书的深度和广度都给我留下了深刻的印象。这次的下册，我希望能看到更多关于高级机械结构的搭建技巧，比如更复杂的传动系统，或者更精密的执行机构，让我的机器人能够完成更细致、更复杂的动作。我对书中对于编程逻辑的讲解也十分期待，希望能学习到如何利用更高级的编程语言特性，比如面向对象编程的思想，或者如何进行多线程的控制，让我的机器人能够同时处理多个任务，实现更高效的运行。我也希望这本书能够提供一些关于传感器融合的介绍，例如如何结合使用多个传感器来提高机器人的感知能力和决策精度。我一直相信，优秀的机器人设计不仅在于其外观，更在于其内在的智能和精密的控制。这本书，我期望它能为我提供更系统、更深入的理论指导和实践经验，让我能够将我的机器人从简单的模型提升到具有真正智能和实用功能的‘特工’。我非常期待书中能够提供一些‘实战’项目，让我能够将所学知识融会贯通，独立完成一个令人惊叹的机器人作品。”

评分☆☆☆☆☆

“作为一个乐高机器人爱好者，我一直在寻找能够提升我技术和创意思维的资源。《机器人特工训练营 课程指南（下）》的出现，无疑为我注入了新的动力。这本书的封面设计就非常吸引人，充满了科技感和探索精神，让我对里面的内容充满了期待。我非常关注书中对于一些复杂机械原理的讲解，比如齿轮传动、杠杆原理在机器人设计中的应用，以及如何通过不同的结构实现更精密的动作。我希望这本书能够提供一些不同于以往的、更具挑战性的搭建模型，并且能够引导我思考如何在搭建过程中优化结构，提高机器人的稳定性和功能性。同时，编程部分也是我非常看重的一点。我希望能学习到更多高级的编程技巧，例如如何编写更复杂的算法，如何处理传感器数据，以及如何实现自主导航和避障等功能。我一直觉得，编程是赋予机器人生命的关键，而这本书，我相信会成为我通往更深层次编程世界的桥梁。总的来说，我期待这本书能够提供系统性的知识，并且在实践操作中给予我充分的指导，让我能够独立地完成更复杂、更具创新性的机器人项目，真正地成为一名‘机器人特工’。”

评分☆☆☆☆☆

“这次收到《机器人特工训练营 课程指南（下）》，感觉像是我的乐高机器人学习之旅进入了一个新的篇章。我一直以来都对那些能够让机器人‘活’起来的传感器和执行器非常着迷，希望这本书能够更深入地讲解它们的工作原理以及如何将它们巧妙地集成到我的机器人设计中。我尤其感兴趣的是，书中是否会介绍一些关于运动控制和动力学的知识，比如如何精确地控制机器人的速度和方向，如何让机器人完成更流畅、更具表现力的动作。我也希望能看到一些关于人工智能基础概念的介绍，例如简单的机器学习或者决策树，看看是否能将这些概念应用到我的机器人项目中，让它们变得更‘聪明’。我一直觉得，乐高机器人不仅仅是搭建和编程，更是一种对未来科技的探索和想象。这本书，我希望它能为我打开更多关于机器人未来发展的可能性，激发我更多的创新灵感。我也期待书中能有一些挑战性的项目，让我能够运用所学知识去解决一些实际的问题，比如制作一个能够搬运小物品的机器人，或者一个能够识别颜色和形状的机器人。总之，这本书是我期待已久的，我迫不及待地想去探索其中的奥秘。”

评分☆☆☆☆☆

“我一直对机器人领域充满热情，特别是乐高机器人，它不仅是玩具，更是一种学习和创造的工具。《机器人特工训练营 课程指南（下）》这本书，我抱有很高的期望。从上册的经验来看，这本书绝对不是那种简单罗列搭建步骤的书，而是会深入浅出地讲解背后的原理和逻辑。我特别想了解的是，书中是如何将理论知识与实际搭建巧妙结合的。比如，它会不会介绍一些经典的机器人设计案例，然后分析这些案例所体现的工程学原理？或者，它会不会引导我思考如何根据不同的任务需求，来设计和优化机器人的结构和功能？我希望它能提供一些更具启发性的思考题，让我不仅仅是照搬照抄，而是能真正地理解‘为什么’。此外，对于编程部分，我也希望能有更多的拓展。不仅仅是基础的指令，我更希望能够学习到如何进行条件判断、循环、函数等更高级的编程概念，并且了解如何在实际项目中应用这些概念。我希望通过这本书，能够提升我的逻辑思维能力和解决问题的能力，让我能够更自信地去探索和创造属于自己的机器人。拿到这本书，我感觉就像拿到了一张通往更广阔机器人世界的藏宝图。”

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买来看看，照着搭建希望能好玩

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京东服务值得信赖，商品质量好，送货速度快！

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买来看看，照着搭建希望能好玩

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很好的一本机器人的书，具有可操作性，小朋友可以操作

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不错！内容很具体！很有帮助！

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科技玩具让小孩子培养兴趣

评分☆☆☆☆☆

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