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码高机器人教育编著 著

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店铺： 文轩网旗舰店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115465337

商品编码：17557313300

出版时间：2017-10-01

作  者:码高机器人教育 编著 定  价:59 出 版 社:人民邮电出版社 出版日期:2017年10月01日 页  数:164 装  帧:平装 ISBN:9787115465337 ●1．方程式赛车
●2．越野车
●3．翻斗车
●4．导弹发射车
●5．沙滩车
●6．收割机
●7．人猿金刚
●8．蝎子
●9．鲨鱼
●10．树懒
●11．企鹅
●12．三角龙
●13．直升机
●14．战斗机
●15．运输机
●16．达芬奇投石机
●17．豌豆射手
●18．小车也疯狂
●19．黄金矿工
●20．磁炮坦克
●部分目录

内容简介

由码高机器人教育编著的《乐高机器人设计技巧(动力结构设计与搭建实例指导爱上乐高)》一书包含20例实用有趣的乐高机器人动力结构作品，采用高清全彩的多角度图片，并辅以搭建过程中的要点、技巧和注意事项，每一个实例还附有精心制作的视频二维码，扫码即可观看搭建步骤和演示视频，让读者们更加方便地学习和观摩，无论是乐高机器人爱好者、机器人培训机构、学校科技课程的老师和学生都可用来作为重要参考。 码高机器人教育 编著 码高机器人致力于通过提供一站式的机器人教育解决方案，培养孩子的创造力和系统化解决问题能力。码高机器人提供覆盖6到18岁的机器人教育解决方案，一个机器人爱好者，在码高可以完成全部的机器人教育知识学习，熟练掌握机器人的设计、搭建和编程操控，全面提高自身的科学素养，为未来成为工程师和科学家打下坚实的基础。
作为一家具备一站式服务能力的机器人教育机构，我们已经打造了常规课程产品线和集训课程产品线。常规课程主要通过让孩子进行系统化的结合实践的理论学习，掌握扎实的机器人设计、搭建和操控知识，让学生成为一个机器人操控者。集训产品线则涵盖了靠前比赛系列、靠前认证系列、靠前比赛系列、靠前冬夏令营、主题集等

《乐高机器人设计技巧》内容介绍 引言 乐高机器人，这个集创意、工程与编程于一体的迷人世界，正吸引着越来越多的人投身其中。从简单的机械结构到复杂的人工智能，其设计的深度与广度令人惊叹。本书旨在为所有对乐高机器人设计充满热情，渴望掌握核心技巧、提升作品表现力的读者提供一份详实而全面的指南。我们并非着眼于某个具体型号的机器人套件，而是致力于挖掘乐高机器人设计背后通用的、跨越不同平台的原理与方法。无论您是刚刚接触乐高机器人的新手，还是已经拥有一定经验，希望突破瓶颈的进阶者，相信都能从本书中获益匪浅。 第一章：构建坚实的基础——乐高机械结构详解 成功的乐高机器人，首先需要扎实的机械结构作为支撑。本章将深入剖析乐高积木系统在构建机器人时的独特优势与设计考量。 1. 模块化与连接系统： 乐高积木最核心的魅力在于其高度模块化的设计和独特的凸点与孔槽连接系统。我们将详细探讨各种连接方式的优劣，例如： 标准连接： 凸点与孔槽的直接咬合，是最基础也是最稳定的连接方式。理解不同积木块的凸点数量和分布，是设计紧凑、牢固结构的关键。 旋转与铰接： 各种轴、齿轮、连杆和转盘积木如何实现角度的自由转动、机构的运动转换，是机器人实现各种功能（如抓取、行走、转向）的基础。我们将分析常见的铰接类型，如旋转轴、球形关节、曲柄连杆等，并提供优化连接松紧度的技巧。 固定与加固： 如何利用科技梁、连接销、挡板等零件，在关键节点进行二次加固，提升结构的整体刚性和抗扭曲能力。我们将展示如何构建“井”字形、三角形等稳定结构，以及如何巧妙地利用梁与梁之间的层叠来增强强度。 2. 结构强度与稳定性： 承重分析： 机器人各部件的受力情况是设计中必须考虑的要素。我们将介绍如何识别机器人可能承受重力的区域，并提供相应的结构设计策略，例如使用加厚的梁、多层叠加的板块，以及在承重点附近增加支撑。 重心管理： 一个重心稳定的机器人，其运行效率和可靠性会大大提升。我们将探讨如何通过调整积木的堆叠方式、选择合适的底盘设计，以及合理分配各部件重量，来优化机器人的重心位置，避免倾覆。 防松动设计： 乐高积木在长期使用或受到外力冲击后，容易出现松动。本章将提供多种防松动的设计方案，包括使用锁止销、双层连接、胶水（可选，仅用于非比赛用途）等，确保机器人结构的持久稳定性。 3. 常见机械模块的设计： 车轮与履带系统： 驱动轮的选择、安装角度、前后轮距的设计，以及履带的张紧度调节，都直接影响机器人的移动能力。我们将分析不同驱动方式（后轮驱动、四轮驱动、全向轮）的特点，并提供关于如何减少摩擦、提升抓地力的设计建议。 转向机构： 从简单的转向轴到复杂的差速转向、蟹行转向，我们将深入剖析不同转向机构的原理，并指导读者如何根据实际需求选择最合适的方案。 传动系统： 齿轮的速比计算、齿轮箱的搭建、皮带传动的应用，是实现动力传递和速度、扭矩转换的关键。我们将解析不同齿轮组合的效果，并讲解如何设计高效、低损耗的传动系统。 升降与摆动机构： 螺旋升降、齿条升降、曲柄摆动等机构在机器人手臂、工具等部位的应用。我们将介绍构建这些机构时需要注意的关键点，例如丝杆的长度、齿条的啮合度、曲柄的行程等。 第二章：驱动与控制——乐高电子元件的智能应用 乐高机器人之所以能够“动”起来，离不开各种电子元件的支持。本章将聚焦于乐高机器人中的驱动电机、传感器以及它们之间的协同工作。 1. 电机及其驱动： 大、中、小电机： 了解不同功率电机的特性，以及它们适用于何种场景（如驱动轮、驱动机械臂）。 伺服电机（M-Motor, L-Motor, XL-Motor）： 详细介绍这些电机的内部结构、扭矩、转速特性，以及如何通过编程控制其精确转动角度。 旋转传感器（Tacho Motor）： 如何利用旋转传感器精确测量电机的转速和行驶距离。 直流电机： （如果涉及相关套件）简单介绍其工作原理及与程序的配合。 电机功率与负载匹配： 如何选择合适的电机来驱动特定的机械结构，避免因功率不足导致卡顿或过载损坏。 2. 传感器——机器人的“五官”： 颜色传感器： 不仅能识别颜色，更能区分光线的强弱，是实现巡线、识别标记等功能的基础。我们将探讨其在不同模式下的应用，并提供校准技巧。 超声波传感器： 用于测量距离，是实现避障、测距、寻物等功能的核心。我们将讲解其工作原理，并演示如何通过测量不同距离的反馈来控制机器人的行为。 触摸传感器： 简单的“接触”与“未接触”信号，是实现开关触发、碰撞检测的有效工具。我们将介绍其响应速度与应用场景。 陀螺仪传感器（Gyro Sensor）： 测量角度和角速度，对于平衡、精确转向、姿态控制至关重要。我们将深入剖析其数据解读方式，并展示如何利用其实现更高级的控制。 红外线传感器： （如果涉及相关套件）用于检测障碍物或跟随特定信号，其工作原理与超声波传感器略有不同。 其他传感器（如光线传感器）： （根据套件情况而定）简单介绍其功能与应用。 3. 传感器与电机的协同工作： 反馈控制： 传感器提供的信息是如何被用来调整电机行为的关键。我们将通过实例，讲解如何构建“如果传感器检测到……，则电机执行……”的逻辑。 精确执行： 利用传感器反馈来控制电机的精确停止、转向或速度调节，例如使用颜色传感器寻找特定颜色的标记后停止，或使用陀螺仪传感器保持直线行驶。 高级应用： 结合多种传感器数据，实现更智能的行为，例如结合超声波传感器和颜色传感器，让机器人在避开障碍物的同时，寻找并靠近特定颜色的目标。 第三章：编程之道——实现机器人智能的逻辑 程序是赋予乐高机器人生命的关键。本章将引导读者掌握乐高机器人编程的核心理念与实用技巧。 1. 编程环境介绍： 图形化编程： （以EV3/Spike Prime/Robot Inventor等主流编程环境为例）详细介绍其界面布局、常用指令块、数据流逻辑。 指令块解析： 深入讲解各种控制指令（如循环、条件判断、事件触发）、运动指令（如电机控制、转向）、传感器读取指令、变量操作指令等。 数据类型与变量： 理解数字、文本、布尔值等数据类型，以及变量在存储和传递信息中的作用。 2. 编程逻辑与算法： 顺序执行： 最基础的程序结构，指令按顺序执行。 循环结构： 如何使用“重复执行”指令来简化重复性任务，例如让机器人前进一段距离或反复执行某个动作。 条件判断（If-Else）： 核心的逻辑控制，根据传感器数据或变量值来决定程序的走向。我们将详细讲解“如果……那么……，否则……”的结构。 事件触发： 如何让程序响应特定的事件，例如“当传感器按下时……”、“当接收到消息时……”。 函数与自定义块： 如何将常用的程序段封装成函数或自定义块，提高编程效率和代码的可读性。 3. 经典编程模式与实例： 巡线程序： 利用颜色传感器，让机器人沿着黑线或白线行驶。我们将提供不同难度的巡线算法。 避障程序： 利用超声波传感器，让机器人在遇到障碍物时及时转向。 跟随目标程序： 结合颜色传感器或超声波传感器，让机器人追踪或接近特定物体。 自主导航程序： 结合多种传感器和编程逻辑，实现更复杂的地图探索或任务执行。 远程控制程序： （如果套件支持）如何利用蓝牙或Wi-Fi实现手机或遥控器对机器人的控制。 4. 调试与优化： 常见错误分析： 总结程序运行中可能遇到的问题，如死循环、逻辑错误、传感器误读等。 调试工具的使用： 如何利用程序中的调试模式、日志输出等功能，找出程序中的bug。 性能优化： 如何通过精简代码、优化算法，提高程序的运行效率和响应速度。 第四章：高级设计与创意应用 在掌握了基础的机械、电子与编程知识后，本章将引导读者探索更广阔的设计空间，激发无限创意。 1. 模块化设计与可扩展性： 标准接口设计： 如何设计统一的连接接口，使得不同功能模块（如抓手、传感器阵列、额外的驱动轮）可以方便地插拔更换。 快速组装与拆卸： 培养在比赛或项目演示中，能够快速切换机器人功能的能力。 通用底盘设计： 构建一个稳定且具有多种扩展接口的通用底盘，作为开发各种机器人的基础。 2. 机构的创新与联动： 多自由度机械臂： 设计具有多个关节的机械臂，实现更精细的抓取和操作。 联动机构设计： 将不同的机械运动巧妙地组合起来，实现复杂的联动效果，例如一杆带动多轮或一个电机控制多个动作。 仿生学设计： 从自然界中汲取灵感，设计具有仿生特征的机器人，例如模仿昆虫的行走方式或鸟类的飞行原理。 3. 传感器融合与智能决策： 多传感器信息整合： 如何将来自不同传感器的数据进行融合，以做出更准确、更鲁棒的判断。例如，结合超声波传感器检测障碍物，同时用陀螺仪传感器保持平衡。 状态机设计： 引入状态机的概念，让机器人能够清晰地管理自身的不同工作状态（如待机、巡线、避障、抓取），并根据条件在状态之间平滑切换。 学习与适应（简要介绍）： （根据技术发展和套件能力）简要探讨如何通过简单的“试错”或参数调整，让机器人具备一定的学习和适应能力。 4. 创意项目构思与实现： 艺术与娱乐类机器人： 例如，会跳舞的机器人、会画画的机器人、能演奏简单乐器的机器人。 实用工具类机器人： 例如，自动整理积木的机器人、用于简单搬运的机器人、辅助完成家务的机器人。 科学实验类机器人： 例如，用于模拟物理实验的机器人、用于测量环境数据的机器人。 从想法到成品的全流程指导： 分解一个创意项目，从需求分析、结构设计、电子选型、编程实现，到最终的测试与完善。 结语 乐高机器人设计的旅程，是一个不断探索、实践与创新的过程。本书提供的并非终点，而是激发您潜能的起点。愿您在搭建属于自己的乐高机器人王国时，能够运用所学技巧，挥洒无限创意，享受其中的乐趣与成就感。每一次的尝试，每一次的失败，都将是您通往更高级设计的宝贵经验。祝您在乐高机器人的世界里，玩出精彩，创出未来！

评分☆☆☆☆☆

说实话，一开始我抱着试一试的心态购买了这本书，因为我总觉得乐高机器人这类主题的书籍，内容大同小异，无非就是一些拼搭的步骤图或者基础的机械原理介绍。但《乐高机器人设计技巧》彻底颠覆了我的看法。这本书最大的亮点在于它的“解构”能力，它并没有直接告诉你“怎么拼”，而是深入剖析了“为什么这么拼”。作者通过大量生动的案例，将复杂的机器人设计原理，用一种非常易于理解的方式呈现出来。比如，在讲解如何设计机器人的“腿部”时，作者不仅仅是展示了几种不同的行走机构，更重要的是分析了每种机构的优劣势，以及在何种场景下最适用。它会告诉你，为什么某些关节的设计会影响机器人的平衡性，为什么某些履带的设计会影响其在崎岖地形上的通过性。这种“透视”式的讲解，让我能够举一反三，即使面对完全不同的机器人主题，我也能够运用书中的原则来解决问题。这本书让我从一个单纯的“拼搭者”，逐渐成长为一个能够“思考”和“创造”的设计者。我不再满足于简单地复制，而是开始尝试着去理解背后的逻辑，去挑战更复杂的结构，去创造属于自己的独特作品。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对机械和工程充满好奇的初学者，我一直希望能够通过乐高机器人来学习和探索这些概念。《乐高机器人设计技巧》这本书，可以说是给我提供了一个绝佳的入门机会。它并没有一开始就抛出晦涩难懂的理论，而是从最基本、最直观的零件入手，逐步引导我理解复杂的机械原理。书中对于“动力传递”和“运动控制”的讲解，我尤其喜欢。作者通过形象的比喻和清晰的图示，让我能够直观地理解齿轮、连杆、以及各种传动机构的工作原理。我学会了如何根据不同的需求，选择合适的传动方式，如何设计出更有效率的动力系统。更让我惊喜的是，这本书还渗透了“故障排除”和“优化迭代”的思想。在书中，作者不仅仅是教你如何搭建，更重要的是引导你如何去思考，在搭建过程中可能会遇到哪些问题，以及如何去解决这些问题。它鼓励我勇于尝试，不怕失败，并且通过不断的修改和完善，来提升我的作品。这本书让我觉得，学习乐高机器人，不仅仅是为了搭建出好看的模型，更重要的是培养一种解决问题、不断探索的精神。

评分☆☆☆☆☆

我是一名资深乐高玩家，可以说是从小玩到大了，接触过的乐高产品不计其数，其中也包括一些非常复杂的科技系列和一些早期推出的机器人套件。然而，即便是这样，我依然觉得这本《乐高机器人设计技巧》为我带来了全新的启发。书中对于“功能性”的追求，以及如何将“功能性”与“美观性”完美融合的阐述，让我深受触动。以往我更侧重于让机器人能够完成某项特定的任务，比如搬运、抓取等，但常常忽略了机器人在外观上的表现力。这本书则强调了“形随功能”的设计理念，它引导我思考，如何在实现功能的同时，让机器人的造型更加流畅、更具辨识度。例如，书中关于齿轮传动系统的优化讲解，不仅仅是如何让动力传递更有效率，更包括了如何将裸露的齿轮巧妙地隐藏起来，或者通过设计让它们成为机器人整体造型的一部分，起到画龙点睛的作用。此外，书中对一些“非标准”零件的运用方式也让我大开眼界，一些我平时可能只会用于填充缝隙的零件，在作者的指导下，却能发挥出意想不到的装饰作用，让原本朴实无华的机器人瞬间增添了艺术感。这本书让我意识到，设计一个成功的乐高机器人，需要的是一种系统性的思维，从最基础的框架搭建，到最细微的细节打磨，每一个环节都至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直就像一位技艺精湛的乐高大师，在我耳边循循善诱。我一直以来都沉迷于乐高积木带来的无穷乐趣，但我的机器人作品，总给人一种“半成品”的感觉，好像缺少了点什么，却又说不清楚是哪里不对劲。直到我接触了《乐高机器人设计技巧》，我才明白，原来在那些精巧的机械结构背后，隐藏着如此多的设计哲学。书中对“细节决定成败”的强调，让我印象深刻。我以前总想着先把大体框架搭好，然后就匆匆完成，很少会去关注那些细微之处。但这本书引导我注意到了很多我之前从未留意过的细节，比如如何利用不同颜色和形状的积木来增强机器人的视觉层次感，如何巧妙地运用一些细小的连接件来增加结构的牢固性，甚至是如何通过一些简单的装饰性零件来赋予机器人更生动的表情。读完这本书，我感觉自己仿佛被点亮了，我开始能够从一个全新的角度去审视我的每一个作品，能够发现其中的不足，也能够从中找到改进的空间。现在，我搭建的机器人不再是冰冷的模型，而是一个个充满个性和生命力的作品，它们甚至能够在我完成任务时，给我一种“加油”的鼓励。

评分☆☆☆☆☆

简直是给我打开了新世界的大门！我一直以来都对乐高机器人有着浓厚的兴趣，但总觉得自己的作品缺乏灵魂，总是在功能性上有所欠缺，而创意和美感更是无从谈起。直到我翻开了这本《乐高机器人设计技巧》，我才真正明白，原来搭建一个优秀的乐高机器人，不仅仅是把零件堆砌起来，更是一门需要深思熟虑的艺术。书中那些关于结构稳固性、重心分布、以及如何巧妙利用各种特殊零件来提升机器人稳定性的讲解，让我恍然大悟。以前我常常因为机器人重心不稳而导致行动不流畅，甚至在完成任务前就轰然倒塌，现在我学会了如何预判并调整重心，让我的机器人走得更稳，跑得更快。更令我惊喜的是，作者并没有止步于基础的搭建，而是深入探讨了如何为机器人赋予更强的“个性”。比如，如何通过调整肢体比例来模拟不同的生物形态，如何利用颜色搭配来营造出独特的视觉冲击力，甚至是如何通过一些简单的机械联动来模拟出活泼生动的动作。这些细致入微的指导，让我觉得我的每一个机器人作品都不再是冰冷的机械，而是一个个拥有生命力的伙伴。读这本书的过程，就像是在和一个经验丰富的朋友交流，他耐心地分享着他的心得体会，让我少走了很多弯路，也节省了我无数次反复拆搭的时间。