乐高机器人设计技巧 创意小作品设计与搭建指导

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码高机器人教育 著
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店铺: 玖创图书专营店
出版社: 人民邮电出版社
ISBN:9787115479471
商品编码:29779287387
包装:平装
出版时间:2018-05-01

具体描述

基本信息

书名:乐高机器人设计技巧 创意小作品设计与搭建指导

定价:59.00元

作者:码高机器人教育

出版社:人民邮电出版社

出版日期:2018-05-01

ISBN:9787115479471

字数:

页码:146

版次:1

装帧:平装

开本:20开

商品重量:0.4kg

编辑推荐


作者团队是知名乐高培训机构——码高机器人,总结了多年机器人教学经验,内容更出色更接地气;n
全是炫彩的图片并加以结构解释旁白,还有编程的详解旁白,扫码即可观看演示视频与搭建步骤,将图书与互联网结合在一起,让爱好者们更加方便学习与观摩,机器人兴趣爱好者与学校后者机构都可用来作为参考。重要的是一套硬件器材零件就能完成一个作品,避免了硬件的限制。

内容提要


本书介绍了23个乐高创意小作品,是一本纯结构设计的乐高图书,包括作品的多角度展示图、结构分解图以及搭建步骤图,并且配以简单的文字说明,扫码还能观看演示视频。读者可以从中学到更多、更巧妙的结构设计,从事机器人教育培训的老师也可以借鉴使用。

目录


作者介绍


码高机器人教育 n
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。 n
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国际比赛系列、国际认证系列、比赛系列、冬夏令营、主题集训等多种产品,通过集中性、团队化、国际化、高难度的训练,让学生从一个操控者变成杰出的机器人驾驭者,能够自己根据一个特定的主题规则,设计、搭建和操控自己的机器人,并进行出色的任务挑战,与国际和的机器人高手同场竞技,实现创造力和系统化解决问题能力的全面提升。

文摘


序言



《乐高机器人设计技巧:创意小作品设计与搭建指导》 图书简介 本书致力于为乐高机器人爱好者提供一套全面、深入的设计与搭建指导,旨在激发读者的创造力,帮助他们从基础概念迈向复杂项目的实现。不同于市面上专注于特定平台或编程语言的指南,本书的视角更加宏观和通用,核心聚焦于“设计思维”与“结构工程”在乐高机器人搭建中的应用。 第一部分:设计思维与项目规划 成功的乐高机器人项目始于清晰的构思与周密的规划。本部分将带领读者跳出单纯的“拼搭”思维,进入系统化的“设计流程”。 1. 需求分析与概念草图: 在动手之前,明确项目的目标至关重要。我们将探讨如何对功能需求进行细致的分解,例如:机器人需要完成哪些任务?移动范围、负载能力和操作精度有什么具体要求?随后,我们将学习如何将抽象的需求转化为初步的草图和模块划分。这部分内容强调的是“先思考,后搭建”,避免盲目开始导致的结构返工。 2. 模块化设计原理: 本书推崇模块化设计理念。我们将详细介绍如何将一个复杂的机器人系统拆分成若干个独立、可互换的功能模块(如驱动模块、传感模块、控制模块和结构框架)。这种方法不仅简化了设计过程,也极大地提高了后期调试和升级的效率。书中会配有大量实例图解,展示如何设计出标准化的连接接口,确保不同模块间的兼容性。 3. 空间利用与重量分配: 乐高搭建受制于部件的尺寸和物理特性。本章将深入探讨如何在有限的空间内优化部件布局,特别是针对电池组、电机和控制单元的安放。我们将讲解重心对机器人稳定性的影响,并提供通过配重和底盘设计来改善运动性能的实用技巧。 第二部分:结构工程与力学基础 乐高积木是结构工程的绝佳入门工具。本部分将重点解析如何利用乐高零件的特性来构建坚固、稳定且高效的机械结构。 1. 基础框架的构建艺术: 我们不会停留在简单的四方框架上,而是深入讲解梁(Beam)与销(Pin)在构建刚性结构中的作用。内容涵盖: 梁的抗扭转性能优化: 如何通过增加交叉支撑和利用三角结构(Truss)来增强框架的抗扭曲能力。 销的连接强度分析: 区分不同类型销(摩擦销、带轴销等)在承受拉力、压力和剪切力时的表现差异,并指导读者选择最合适的连接方式。 “SNOT”技术(Studs Not On Top)的结构应用: 不仅仅是外观处理,更要探讨SNOT结构在增加结构厚度和实现特殊角度连接时的工程学价值。 2. 传动系统与效率优化: 无论是行走、抓取还是转向,高效的传动系统都是核心。本书将详细介绍齿轮传动的基础知识: 齿比的计算与应用: 如何根据负载和速度需求,精确计算出所需的齿轮组合,实现扭矩的放大或速度的提升。 齿轮间隙(Backlash)的控制: 过大的间隙会导致运动迟滞和精度下降。书中将展示多种技术来最小化齿轮啮合间隙,从而提高传动精度。 皮带与链条传动的比较: 在长距离传动或需要柔性连接的场景下,如何选择和张紧皮带或链条以确保能量传输的平稳性。 3. 悬挂与减震系统的设计: 对于需要通过复杂地形的移动机器人,悬挂系统至关重要。本章将介绍基于乐高科技系列的悬挂设计,包括: 独立悬挂与非独立悬挂的结构实现。 弹簧与阻尼器的选择与调校: 如何利用乐高弹簧件模拟不同的减震特性,以适应不同的地面条件。 第三部分:机构运动与功能实现 本部分聚焦于如何将旋转运动转化为复杂的功能性运动,实现机器人的“动作”。 1. 抓取与操作机构设计: 深入研究各种类型的机械手和夹具的设计原理: 平行夹持与角度夹持: 不同的任务需要不同的抓取方式。我们将展示如何设计能够适应不规则形状物体的自适应夹具。 多自由度机械臂的运动学基础: 介绍简单的连杆机构,如曲柄滑块机构、棘轮机构,并指导读者如何利用这些机构实现精确的升降、旋转和伸缩功能。 2. 稳定输出与控制反馈的结合: 一个设计精良的机械结构需要与电子元件完美配合。本章将强调结构设计如何服务于传感器的精确读取和电机的稳定输出。例如,如何设计一个无晃动的传感器安装座,以确保Lidar或超声波传感器数据的准确性;如何设计一个低摩擦的轴承系统,以减少电机在启动和停止时的能耗波动。 第四部分:原型制作与迭代优化 设计不是一次性的过程,而是持续的迭代。 1. 快速原型制作策略: 利用乐高积木的快速可重构性,我们提倡“快速失败,快速修正”的原则。书中提供了一套流程,指导读者在搭建初期就设置易于拆卸和更换的连接点,以便于进行A/B测试,对比不同结构设计的优劣。 2. 故障排除与结构诊断: 当机器人表现不如预期时,如何系统地诊断问题所在?我们将提供一个结构性故障检查清单,帮助读者区分是编程逻辑错误、电子元件故障,还是最常见的——结构冗余、摩擦过大或连接松动导致的机械效率损失。 本书旨在成为一本面向进阶爱好者的“工程手册”,它提供的不是现成的拼装图纸,而是一套通用的、可迁移的设计方法论,帮助读者在面对任何新的乐高机器人项目时,都能运用科学的设计原理,打造出既坚固又富有创意的作品。

用户评价

评分

这本书完全是为那些想要“玩出花样”的乐高爱好者量身定做的!它没有那些冗长枯燥的理论,而是用大量生动有趣的“创意小作品”案例,将抽象的设计理念具象化。我最喜欢的部分是关于“仿生设计”的章节,作者通过分析各种动物的运动方式,然后用乐高积木复刻出类似的机械结构,比如模仿昆虫行走的六足机器人,还有模拟鸟类飞行的翅膀机构。这种将自然界的智慧融入到机器人设计中的方式,真的太酷了!而且,书里还提供了一些“通用解决方案”,比如一套非常实用的“万向轮”搭建方法,或者一个可以轻松调节角度的“云台”设计。这些通用模块可以被灵活地应用到各种不同的创意作品中,大大减少了我们从零开始摸索的时间。我现在脑子里已经有了好几个新的创意,跃跃欲试想用这些“通用解决方案”去搭建出属于我自己的独特作品!

评分

哇,这本书简直是我打开新世界大门的一把钥匙!我一直对乐高机器人充满好奇,但总觉得自己动手能力不行,只能看着别人搭建出酷炫的作品望洋兴叹。这本《乐高机器人设计技巧 创意小作品设计与搭建指导》彻底改变了我的看法。它没有直接扔给我一堆复杂的图纸,而是从最基础的原理讲起,比如如何巧妙地利用齿轮联动来传递动力,如何设计出稳定又灵活的机械结构,甚至连不同类型马达的特性和适用场景都讲解得绘声绘色。我印象最深的是关于“模块化设计”的章节,作者用了很多生动的例子,比如把轮子、传感器、动力单元都设计成独立的模块,这样就可以根据不同的创意需求自由组合,大大提高了搭建的效率和灵活性。而且,书里那些“创意小作品”的介绍,简直让人脑洞大开!从简单的自动开门器到模仿动物行走的机器,每一个小作品都充满了趣味性和实用性,让我看到了乐高机器人的无限可能。我迫不及待地想把学到的技巧运用到自己的创作中,感觉离成为一名“乐高大师”又近了一大步!

评分

这本书真的颠覆了我之前对乐高机器人的一些刻板印象。我原以为搭建机器人就是要堆砌各种零件,然后祈祷它能动起来。但这本书却让我明白了,设计才是核心!它不仅仅是教你如何组装,更重要的是教你如何思考。书里有很多关于“问题解决导向”的设计思路,比如当你遇到一个“机器人爬坡困难”的问题时,它会引导你去分析原因,是动力不足?是抓地力不够?还是重心不对?然后一步步教你如何通过调整齿轮比、改变履带设计、或者增加配重等方法来解决。这种循序渐进的学习过程,让我感觉自己真的在学习一种解决问题的“工程思维”。而且,书里那些“创意小作品”的搭建过程,并没有提供详尽到每个零件的步骤,而是提供了一个清晰的设计思路和核心结构,鼓励我们自己去发挥创意,用手边的乐高积木去实现。这反而激发了我的创造力,我不再是机械地复制,而是真正地在“创造”!

评分

我发现这本书最吸引我的地方在于它对“细节”的极致追求。很多乐高机器人书籍可能只会告诉你“怎么搭”,但这本书却会告诉你“为什么这么搭”。比如在讲解如何制作一个稳固的底盘时,它不仅给出了几种经典的结构样式,还分析了每种结构在承重、抗冲击、平稳性等方面的优缺点,甚至细致到如何选择不同尺寸的积木来优化重心分布。我还学到了很多关于“力学”的小知识,比如如何利用杠杆原理让机器人举起更重的物体,如何设计出能有效缓冲的避震系统。书里那些“创意小作品”的设计,也都体现了这种对细节的关注。比如一个简单的“循迹机器人”,它不仅仅是装上传感器就能跑,书中还探讨了如何调整传感器的高度和角度,如何优化轮子的转速差来保证精确的循迹效果。读完这本书,我感觉自己对乐高机器人从“搭建者”升级成了“工程师”,每一个细节都充满了学问!

评分

坦白说,一开始我只是抱着试试看的心态买了这本书,毕竟市面上的乐高机器人书籍很多。但当我翻开它的时候,立刻就被吸引住了。它没有那种“教你一步到位”的生硬感,而是更像一个经验丰富的“老玩家”,在分享他多年的宝贵经验。书里有很多“实战技巧”的分享,比如如何有效地固定一些松动的零件,如何处理一些复杂的连接处,甚至还有一些“小窍门”可以让你在搭建过程中事半功倍。特别是关于“故障排除”的章节,当我遇到机器人不工作或者行为异常的时候,这本书能提供非常实用的思路和方法来帮助我找到问题根源,而不是让我束手无策。那些“创意小作品”的设计,也并非只是简单的模型,它们往往都包含了某种“核心功能”的演示,比如一个可以自动抓取物体的机械臂,一个能够感知光线的“避光机器人”。通过学习这些作品的设计,我不仅学会了搭建,更重要的是理解了背后的“逻辑”和“原理”,让我感觉自己的动手能力和解决问题的能力都得到了质的飞跃。

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