9787115465337 乐高机器人设计技巧 动力结构设计与搭建实例指导 人民邮电出版

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码高机器人教育 著
图书标签:
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  • 青少年
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  • 动手实践
  • 人民邮电出版社
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店铺: 聚雅图书专营店
出版社: 人民邮电出版社
ISBN:9787115465337
商品编码:30152554209
包装:平装-胶订
出版时间:2017-10-01

具体描述

基本信息

书名:乐高机器人设计技巧 动力结构设计与搭建实例指导

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:2017-10-01

ISBN:9787115465337

字数:

页码:

版次:1

装帧:平装-胶订

开本:128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,内容更更接地气; 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能够完成一个作品,避免了硬件的限制。

内容提要


内容提要本书包含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。

目录


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

作者介绍


码高机器人教育 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。 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:动力结构设计与搭建实例指导》 内容概览 本书是一本专注于乐高机器人动力结构设计的综合性指南,旨在帮助读者深入理解机器人运作的核心原理,掌握高级的搭建技巧,并通过丰富的实例指导,将理论知识转化为实际的机器人创作。本书跳脱了基础的拼搭乐趣,直击机器人“动”起来的关键——动力系统的设计与实现。 第一部分:动力系统的基石——理解与选择 在深入搭建之前,本书首先为你奠定坚实的理论基础。我们将从最根本的层面剖析乐高机器人动力系统的构成要素,包括但不限于: 电机种类与特性详解: 乐高平台提供了多种类型的电机,如大号、中号、伺服电机等。本书将详细介绍它们的功率、转速、扭矩、控制方式以及适用的场景。例如,我们会讨论在需要高力量输出的场景下,如何选择和配置大号电机;在需要精确角度控制的应用中,伺服电机又是如何发挥其优势的。我们将分析不同电机的优劣,帮助你根据项目需求做出最明智的选择,避免“性能过剩”或“力不从心”的尴尬。 传动机制的奥秘: 齿轮、连杆、皮带、链条……这些传动部件是动力传递的桥梁。本书将系统讲解各种常见传动机构的工作原理,包括: 齿轮传动: 直齿轮、斜齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆等,它们如何实现减速增比、增力、改变运动方向等功能。我们将通过实例展示如何计算齿轮比,以达到理想的转速和扭矩需求。例如,为什么在需要慢速而有力移动的机器人(如挖掘机)中,会大量使用减速齿轮组? 连杆机构: 曲柄滑块、四连杆等,它们如何将旋转运动转化为直线或特定轨迹的运动。我们将深入探讨这些机构的运动学分析,以及它们在机器人臂、行走机构等方面的应用。 皮带与链条传动: 它们在长距离动力传递、减少震动以及实现同步运动方面的优势。我们将分析张紧度、传动比的计算,以及如何避免打滑等常见问题。 动力传输的效率与损耗: 任何机械传动都存在能量损耗。本书将帮助你理解这些损耗的来源(如摩擦、变形等),并提供优化动力传输效率的方法。我们会探讨如何减少不必要的齿轮啮合、选择润滑性更好的部件(虽然乐高本身有限,但原理是相通的),以及如何设计合理的结构以降低阻力。 第二部分:巧思妙构——动力结构设计原则 在理解了基础知识后,本书将引导你进入更高阶的动力结构设计领域,掌握如何搭建出既稳定又高效的动力系统: 结构稳定性与承载能力: 机器人的动力系统不仅要能驱动,还要承受各种外力。本书将详细讲解如何通过合理的结构设计来增强整体稳定性,避免在运动过程中发生形变或断裂。我们将讨论: 力的分布与支撑: 如何将电机、齿轮箱等关键部件的重量和输出力合理地分散到整个机架上,避免局部受力过大。 框架的刚性设计: 使用梁、板、斜撑等结构元素,构建坚固的底盘和支撑结构,以承受运动和外部冲击。我们会分析不同连接方式(如销钉、螺纹连接)的承载能力。 抗扭曲与抗弯曲设计: 针对可能出现的扭矩和弯曲力,如何通过结构优化来提高抵抗能力,例如在长轴或大型结构件上增加加强筋。 运动精确性与平稳性: 动力系统的目标之一是实现精确、平稳的运动。本书将深入探讨如何通过设计来消除或减小不必要的震动和间隙: 间隙的控制: 齿轮间的啮合间隙、轴承间的松动等都会影响运动的精度。我们将提供优化齿轮组装、选择合适的轴承(虽然乐高有限,但思路共通)的方法。 减震与缓冲: 在高强度运动或易产生冲击的部位,如何设计减震结构来保护部件并提高运动平稳性。 轴系的校准与对齐: 确保所有旋转轴线精确对齐,以减少摩擦和提高传动效率。 模块化与可扩展性设计: 优秀的动力结构设计应具备良好的模块化和可扩展性,方便日后升级和维护。本书将介绍: 独立动力模块: 将特定功能的动力系统(如转向、升降)设计成独立的模块,方便组装、拆卸和替换。 标准接口设计: 预留标准化的连接点和动力输出接口,以便于添加新的执行器或与其他模块连接。 可调节与可重构性: 在设计时考虑如何方便地调整传动比、改变运动范围等,以适应不同的任务需求。 第三部分:实战演练——经典搭建实例解析 理论结合实践是学习的王道。本书精心挑选了一系列具有代表性的乐高机器人动力结构搭建实例,从简到繁,层层递进,让你在实际操作中掌握核心技巧: 轮式驱动系统: 简单直线驱动: 从最基础的双轮驱动开始,讲解如何平衡左右轮的动力输出,避免跑偏。 差速转向系统: 深入分析差速转向的原理,以及如何通过齿轮组实现不同速度和方向的控制。 全向轮与麦克纳姆轮应用: 讲解这些特殊轮型的结构特点和动力分配技巧,实现全向移动。 机械臂与抓取系统: 多自由度机械臂: 如何通过多组电机和传动链,实现手臂的平移、旋转、伸缩和抓取动作。我们将分析关节的设计、力矩的计算以及动作的协同控制。 精确抓取机构: 针对不同形状和大小的物体,设计具有自适应性或精确控制的夹爪。 特殊运动机构: 履带式行走机构: 讲解履带的张紧、驱动方式以及在复杂地形下的适应性。 折返式或爬行式机构: 探讨如何设计利用杠杆或特殊连杆实现非直线、非旋转的运动方式。 动力传输的应用: 例如,如何利用动力输出驱动风扇、 pompa、 or other auxiliary devices. 在每个实例中,本书都会遵循以下结构: 1. 项目目标与需求分析: 明确机器人需要完成的任务,以及对动力系统的具体要求。 2. 关键部件选择与布局: 根据需求,选择合适的电机、齿轮、轴承等,并规划它们的空间位置。 3. 结构设计与搭建步骤: 提供详细的搭建图解和步骤说明,重点突出动力结构的连接、传动和稳定性。 4. 动力测试与优化: 如何测试搭建好的动力系统,发现问题并进行调整优化。 5. 扩展与进阶思路: 提供如何进一步改进和扩展当前搭建的建议。 本书特色 结构清晰,逻辑严谨: 从理论到实践,循序渐进,层层深入,确保读者能够系统地掌握知识。 图文并茂,直观易懂: 大量精美的插图和示意图,将复杂的机械原理和搭建过程可视化,让读者一目了然。 实例丰富,实用性强: 涵盖多种经典且具有挑战性的动力结构设计,为读者提供丰富的参考和灵感。 注重原理,启发思维: 不仅教授“怎么做”,更强调“为什么这么做”,培养读者的独立设计和解决问题的能力。 面向广泛读者: 无论是乐高爱好者、青少年科技教育工作者,还是希望深入了解机器人动力学原理的学生和工程师,都能从中受益。 《乐高机器人设计技巧:动力结构设计与搭建实例指导》不仅仅是一本搭建手册,更是一扇通往机器人动力世界的大门。它将帮助你超越简单的模型拼装,让你能够自信地设计、搭建出强大、智能、且充满创意的乐高机器人。本书将陪伴你,在搭建的乐趣中,领略机械工程的精妙,激发无限的创造潜能。

用户评价

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对于我这样的业余爱好者来说,这本书提供了一个非常好的学习平台。它并非是那种要求读者拥有高度专业知识的书籍,而是循序渐进地引导读者进入乐高机器人设计的殿堂。书中对于“模块化设计”的理念,让我耳目一新。作者鼓励将复杂的系统分解成若干个可复用的模块,每个模块负责特定的功能,这样不仅便于设计和测试,也方便后续的修改和升级。这个思路在很多工程领域都非常重要,能在乐高搭建中得到应用,让我觉得非常有启发性。 而且,书中的“故障排除”和“优化建议”部分,更是锦上添花。当你在搭建过程中遇到问题时,这本书就像一个经验丰富的老师,能够及时给你指导。作者列举了一些常见的搭建问题,并分析了可能的原因,然后给出了相应的解决方案。这大大节省了我在摸索过程中可能花费的大量时间和精力。通过学习这些经验,我能够更高效地完成我的设计,并且能够更好地预见和规避潜在的风险。总而言之,这本书让我觉得,乐高机器人设计不再是遥不可及的,而是可以通过系统的学习和实践,逐步掌握的技能。

评分

老实说,我一开始抱着试试看的心态购买了这本《乐高机器人设计技巧》,毕竟市面上关于乐高搭建的书籍琳琅满目,但真正能触及“设计”层面的并不多。然而,这本书的出现,彻底颠覆了我之前的看法。它并非只是一个简单的“拼搭手册”,而更像是一本“乐高机器人设计哲学指南”。书中的语言风格非常务实,没有过多的华丽辞藻,而是直接切入核心问题,并通过大量图例来辅助说明。我特别喜欢书中关于“动力传动”的章节,作者用通俗易懂的方式解释了各种齿轮、皮带、链条等传动方式的工作原理,以及它们在不同场景下的应用。 而且,书中对“稳定性”的强调也让我受益匪浅。很多时候,我们搭建出来的机器人,看起来很酷,但稍微一碰就散架,或者运行一段时间后就出现松动。这本书就给出了很多行之有效的加固技巧,比如如何利用交叉梁来增强结构的整体性,如何选择合适的连接件来保证连接的牢固度,以及如何利用乐高零件本身的结构特点来增加摩擦力。这些看似微小的细节,却对机器人的稳定性和耐用性有着至关重要的影响。通过学习这些技巧,我感觉自己对乐高搭建的理解又上升了一个层次,不再满足于仅仅完成一个模型,而是追求更稳定、更可靠的结构。

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这本书最让我印象深刻的一点,是它真正地教会了我“思考”如何去设计,而不是仅仅“模仿”如何去搭建。过去,我可能更多地是看到别人设计的漂亮模型,然后照着图纸一步步地拼出来。但这本《乐高机器人设计技巧》却让我明白,设计不仅仅是外观的组合,更是对功能、效率、稳定性和成本的综合考量。书中关于“成本效益分析”和“功能优先级排序”的章节,让我意识到,在实际的设计过程中,需要在不同的需求之间做出权衡。 我特别喜欢书中关于“创新与实验”的鼓励。作者并没有给出唯一正确的答案,而是鼓励读者去尝试,去探索,去犯错。他认为,每一次失败都是一次宝贵的学习机会,每一次尝试都能带来新的灵感。这种开放式的学习态度,让我感到非常轻松和愉快。我开始敢于尝试一些更具挑战性的设计,不再害怕失败。而且,书中还提供了一些关于如何提升机器人性能的进阶技巧,比如如何优化算法,如何利用传感器来增强机器人的感知能力等等。虽然这些内容对我来说还有些难度,但它们为我指明了未来的学习方向,让我对乐高机器人领域有了更深层次的认识。

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这本书带给我最大的启示在于,它让我看到了乐高机器人搭建的无限可能性。过去,我可能更多地将乐高视为一种玩具,一种打发时间的爱好。但读完这本书,我才意识到,它更是一种强大的学习工具,一种将创意转化为现实的媒介。书中关于“思考”的强调,让我印象深刻。作者反复提及,好的设计来源于对问题的深刻理解和对细节的反复推敲。他鼓励读者在开始搭建之前,先在纸上画出草图,明确功能需求,然后根据需求来选择合适的零件和结构。这种“先思考,后动手”的模式,与我过去那种“想到哪儿拼到哪儿”的方式截然不同,也让我发现,这样做出来的作品,无论是稳定性还是功能性,都得到了极大的提升。 尤其让我印象深刻的是,书中通过对一些经典乐高机器人模型的拆解和分析,揭示了它们之所以能够成功,背后有着怎样的设计哲学。不仅仅是炫酷的外观,更是精巧的内部结构和巧妙的动力传动。作者并没有回避一些技术难题,而是直面它们,并提供了一些行之有效的解决方案。比如,如何解决摩擦力过大的问题,如何防止齿轮打滑,以及如何在保证强度的同时降低整体重量。这些细节的处理,充分体现了作者深厚的功底和丰富的实践经验。我感觉自己不仅仅是在学习乐高搭建,更是在学习一种解决问题的思维方式,一种工程学的基本原理。

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刚拿到这本《乐高机器人设计技巧》,迫不及待地翻开,就被书中丰富的图片和详细的步骤吸引了。虽然我不是一个专业的乐高机器人玩家,但从小就对乐高充满热情,也尝试过一些简单的搭建。这本书给我一种耳目一新的感觉,它不仅仅是教你拼搭,更重要的是在强调“设计”的理念。书中开头部分对动力结构的设计原理进行了深入浅出的讲解,比如如何选择合适的齿轮组合来提升扭矩,如何利用连杆机构实现平稳的运动,以及如何通过不同材质的零件来实现轻量化和坚固性的平衡。这些讲解非常直观,配合着清晰的图示,即使是像我这样没有太多工程学背景的读者,也能理解其中的奥妙。 而且,作者在讲解过程中,不仅仅是理论的堆砌,而是将这些理论巧妙地融入到一个个具体的搭建实例中。每一个实例都围绕着一个核心的设计思路,比如如何设计一个能稳定抓取的机械臂,或者如何构建一个能快速行走的底盘。最让我惊喜的是,书中并没有给出一个“标准答案”,而是鼓励读者去思考,去尝试不同的解决方案。比如,在讲解机械臂的设计时,作者会提出几种不同的关节组合方式,并分析各自的优缺点,然后引导读者自己去选择和优化。这种开放式的教学方式,极大地激发了我动手实践的兴趣。我开始尝试着在脑海中构思,如果我遇到类似的问题,我该如何去解决,而不是仅仅照搬书中的步骤。

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