小型智能机器人制作全攻略 第四版

小型智能机器人制作全攻略 第四版
作者：（美）麦库姆 著
出版时间：2013年版
内容简介
　　《小型智能机器人制作全攻略（第4版）》是小型智能机器人制作的资料宝典，通过实例讲解，告诉你制作机器人需要掌握的综合知识，内容翔实，通俗易懂。初学者可以边玩边学，了解小型智能机器人设计、制作和使用的技巧。有一定制作经验的爱好者也可以从《小型智能机器人制作全攻略（第4版）》中“淘”到不少好点子。这本《小型智能机器人制作全攻略（第4版）》意在启发你使用不同的组件来构建机器人，你可以按自己喜欢的方式把书里介绍的模块化的项目加以组合，创建出各种形状和尺寸、高度智能化的机器人。
目录
目　录 第一部分　机器人制作中的科学与技术　 第1章　欢迎来到机器人的精彩世界　
1.1　制作机器人的乐趣　
1.2　为什么制作机器人　
1.2.1　机器人技术是现代科技的基石　
1.2.2　机器人技术可以作为职业生涯的一块敲门砖　
1.2.3　机器人救援技术　
1.2.4　最重要的一点，机器人实在是太好玩了　
1.3　模块化制作方式　
1.4　成本更低，机器人更好　
1.5　需要掌握的技术　
1.5.1　电子学背景　
1.5.2　编程经验　
1.5.3　机械经验　
1.5.4　手工技能　
1.5.5　两个非常重要的技能　
1.6　自制、套件或者成品　
1.6.1　自己制作　
1.6.2　成品机器人　
1.6.3　套件或零件　
1.6.3.1　VE×机器人设计系统　
1.6.3.2　Lynxmotion舵机制作套件　
1.6.3.3　Bioloid机器人套件　
1.6.3.4　Pitsco/FIRST机器人FTC套件　
1.6.4　与你的技能相称的项目　
1.7　像机器人设计师那样思考　 第2章　机器人的构造　
2.1　固定与移动式机器人　
2.2　自动与遥控式机器人　
2.3　人工与自主机器人　
2.4　那么，机器人到底是什么　
2.5　机器人的身体　
2.5.1　机器人的尺寸、形状和样式　
2.5.1.1　乌龟或桌面机器人　
2.5.1.2　小车机器人　
2.5.1.3　步行机器人　
2.5.1.4　手臂和夹持器　
2.5.1.5　机器人和类人型机器人　
2.5.2　骨骼结构　
2.5.3　骨头和肉——木头、塑料或金属　
2.6　运动系统　
2.6.1　车轮　
2.6.2　履带　
2.6.3　腿　
2.7　动力系统　
2.7.1　电池的种类　
2.7.2　其他动力来源　
2.8　传感器　
2.8.1　触觉　
2.8.2　光线和声音　
2.8.3　嗅觉和味觉　
2.8.4　遥感　
2.8.5　倾斜、运动、定位　
2.9　输出设备　
2.10　“机器人”名称的由来　 第3章　准备材料　
3.1　电子配套材料商店　
3.2　在线电子经销商　
3.3　使用FindChips.com查找元件　
3.4　专业在线机器人零售商　
3.5　业余爱好和模型商店　
3.6　工艺用品商店　
3.7　五金和家装材料商店　
3.8　电子制造商的样品　
3.9　上网查找你需要的材料　
3.10　有计划的一次性采购　
3.11　令人难忘的剩余物资商店　
3.12　从专业商店购买材料　
3.13　回收：利用现有资源　
3.14　做事情有条理　
3.14.1　小材料的收纳柜　
3.14.2　大型储存柜　
3.14.3　工具箱和背包　
3.14.4　保管好你的存货清单　
3.14.5　特别的储存方案　 第二部分　制作机器人　 第4章　安全第一(永远放在首位)　
4.1　操作安全　
4.2　电池安全　
4.3　焊接安全　
4.4　防火安全　
4.5　防止静电损害　
4.5.1　静电放电的问题　
4.5.2　使用防静电腕带　
4.5.3　保存静电敏感元件　
4.5.3.1　合适的服装可以减小静电　
4.5.3.2　使用接地的焊接工具　
4.6　用电安全　
4.7　急救　
4.7.1　眼睛伤害的急救　
4.7.2　电击伤害的急救　
4.8　利用常识，并享受你的爱好　 第5章　制作机器人的身体——基本知识　
5.1　选择合适的制作材料　
5.1.1　木头　
5.1.2　塑料　
5.1.3　金属　
5.1.4　轻质复合材料　
5.2　评论：选择正确的材料　
5.3　用“身边”的材料制作机器人　
5.4　制作机器人的基本工具　
5.4.1　卷尺　
5.4.2　螺丝刀　
5.4.3　锤子　
5.4.4　钳子　
5.4.5　钢锯　
5.4.6　电钻　
5.4.7　钻头　
5.4.8　螺丝批头　
5.4.9　雕刻刀　
5.4.10　套筒螺丝刀　
5.5　可选工具　
5.6　五金用品　
5.6.1　螺丝和螺母　
5.6.2　垫片　
5.6.3　支架　
5.7　准备一个工作室　 第6章　机械加工技术　
6.1　重中之重：眼镜与耳朵的保护　
6.2　计划、起草、测量、标记　
6.3　材料的钻孔　
6.3.1　选择正确的钻头　
6.3.2　选择合适的速度　
6.3.3　保养好钻头的卡盘　
6.3.4　控制钻孔的深度　
6.3.5　钻孔的垂直校正　
6.3.6　使用夹具和台钳　
6.3.7　钻孔窍门　
6.4　材料的切割　
6.4.1　注意安全　
6.4.2　使用锯的窍门　
6.4.3　限制切割深度　
6.4.4　其他金属切割方法　
6.5　使用手持电动工具　
6.5.1　工具的安全　
6.5.2　工具的保养　
6.5.3　使用常识　
6.6　使用气动工具提高工作效率　 第7章　木头的加工　
7.1　硬木和软木的区别　
7.2　木板与胶合板　
7.2.1　使用胶合板　
7.2.2　使用木板　
7.2.3　常见木板规格　
7.2.4　中密度纤维板　
7.3　木工技巧　
7.3.1　切割一个底盘　
7.3.1.1　多边形底盘的加工　
7.3.1.2　去除更多的角　
7.3.1.3　制作轮框　
7.3.2　框架的切割　
7.3.2.1　正确的测量　
7.3.2.2　组装框架　
7.3.3　木头的钻孔　
7.3.3.1　使用垫板　
7.3.3.2　调节钻孔的速度　
7.3.4　木头的打磨　
7.3.4.1　粗磨和休整　
7.3.4.2　砂纸　
7.3.4.3　油漆　 第8章　制作木制结构的移动平台　
8.1　制作底盘　
8.1.0　切割和钻孔　
8.2　安装电动机　
8.3　安装车轮　
8.4　安装球形万向轮　
8.5　PlyBot的使用　
8.6　其他方式　 第9章　塑料的加工　
9.1　常见塑料的种类　
9.2　最适合用于机器人的塑料　
9.3　哪里去买塑料　
9.4　硬质发泡PVC的特性　
9.4.1　发泡PVC的优点　
9.4.2　选择板材的厚度　
9.5　怎么切割塑料　
9.5.1　裁切技巧　
9.5.2　用锯切割　
9.6　怎么给塑料钻孔　
9.6.1　先定位再扩孔　
9.6.2　电动工具的转速　
9.7　制作塑料底盘　
9.7.1　参考木制底盘的设计　
9.7.2　直线切割制作底盘　
9.8　制作塑料框架　
9.9　如何使塑料弯曲定型　
9.10　如何将塑料的边沿打磨光滑　
9.11　如何黏合塑料　
9.11.1　使用液状黏合剂　
9.11.2　使用家用黏合剂　
9.12　使用热胶枪加工塑料　
9.13　如何给塑料上漆　
9.14　家用塑料制品制作机器人　 第10章　制作塑料结构的移动平台　
10.1　制作底盘　
10.2　安装电动机　
10.3　安装车轮　
10.4　安装球形万向轮　
10.5　使用PlastoBot　
10.6　更改PlastoBot的设计　 第11章　金属的加工　
11.1　适合制作机器人的金属种类　
11.1.1　铝　
11.1.2　钢　
11.1.3　铜　
11.1.4　锌和锡　
11.2　测量金属的厚度　
11.3　什么是热处理　
11.4　哪里去买金属材料　
11.5　机器人常用金属　
11.6　家装商店里的金属材料　
11.6.1　铝型材　
11.6.2　加强板　
11.6.3　钢管和角铁　
11.6.4　EMT管子　
11.7　工艺和业余爱好商店里的金属材料　
11.8　金属加工技术　
11.8.1　切割底盘　
11.8.2　切割厚金属板　
11.8.3　切割薄金属板　
11.8.4　切割框架　
11.8.4.1　使用短锯和斜锯架　
11.8.4.2　制作箱式框架　
11.8.5　给金属钻孔　
11.8.5.1　冲定位坑　
11.8.5.2　使用钻孔油　
11.8.5.3　使用钻床　
11.8.5.4　给金属攻丝　
11.8.6　弯曲金属　
11.8.7　修整金属　
11.8.7.1　使用金属锉　
11.8.7.2　使用砂纸　
11.8.7.3　金属上漆　 第12章　制作金属结构的移动平台　
12.1　制作底盘　
12.1.1　准备材料　
12.1.2　钻孔　
12.1.3　组装条带和钉接板　
12.1.4　安装舵机支架　
12.1.5　安装万向轮　
12.1.6　安装舵机和车轮　
12.2　使用TinBot　 第13章　装配技术　
13.1　螺丝、螺母和其他紧固件　
13.1.1　紧固件的尺寸　
13.1.1.1　英制　
13.1.1.2　公制　
13.1.2　木螺丝和金属自攻螺丝　
13.1.3　螺丝头部的样式　
13.1.4　螺丝刀的样式　
13.1.5　螺母　
13.1.6　垫片和它们的用法　
13.1.7　紧固件的材料　
13.1.8　紧固件的购买　
13.1.9　攻出螺纹　
13.2　支架　
13.2.1　镀锌钢板支架　
13.2.2　塑料支架　
13.3　黏合剂的选择和使用　
13.3.1　接合与定型　
13.3.2　家用胶水　
13.3.2.1　PVAc(聚醋酸乙烯)　
13.3.2.2　硅酮　
13.3.2.3　接触黏合剂　
13.3.2.4　液状黏合剂　
13.3.3　使用家用胶水　
13.3.4　双份环氧树脂黏合剂　
13.3.4.1　环氧树脂特别在哪里　
13.3.4.2　使用双份环氧树脂　
13.3.5　你、机器人和超级胶水　
13.3.6　使用热熔胶　
13.3.7　用夹具或胶带固定好接合部位　
13.3.8　接合加固的方法　
13.3.9　总结：选择合适的胶水　 第14章　快速成型法　
14.1　选择轻量机器人材料　
14.1.1　加厚硬纸板，就是它　
14.1.2　空心塑料板　
14.1.3　泡沫塑料板　
14.1.4　建筑泡沫　
14.1.5　相框牛皮纸板　
14.2　基底板的切割和钻孔　
14.2.1　使用小刀进行切割　
14.2.2　使用纸板切割器　
14.3　使用临时紧固件辅助快速成型　
14.3.1　搭扣紧固件　
14.3.2　塑料扎带　
14.3.3　胶带　
14.3.4　双面胶带　
14.3.5　电缆夹具　
14.3.6　可用于快速成型的各种黏合剂　 第15章　用计算机辅助设计机器人的草图　
15.1　规划钻孔和切割的布局　
15.1.1　手工设计布局　
15.1.1.1　直接绘制　
15.1.1.2　使用纸模板　
15.1.1.3　制作多个零件　
15.1.1.4　使用复写纸和划线器　
15.1.2　用计算机图形程序设计布局　
15.1.2.1　矢量图是最佳的选择　
15.1.2.2　使用Inkscape设计机器人　
15.1.3　用低成本CAD程序设计布局　
15.1.3.1　CAD的优点　
15.1.3.2　基本CAD功能　
15.2　矢量图形的格式　
15.3　使用激光切割服务　
15.4　金属与塑料零件的快速成型　 第16章　用玩具制作高科技机器人　
16.1　Erector制作套件　
16.2　慧鱼(Fischertec-hnik)　
16.3　K’NE×　
16.4　其他值得一试的制作套件　
16.4.1　Inventa　
16.4.2　Zoob　
16.4.3　Zometool　
16.4.4　值得纪念的制作玩具　
16.5　元件拼插式制作　
16.5.1　建立永久性的连接　
16.5.2　用拼接零件组装模块　
16.6　改装机器人的特制玩具　
16.6.1　田宫　
16.6.2　OWIKIT和MOVITS　
16.7　把玩具车改装成机器人　
16.7.1　机动车辆　
16.7.2　使用车辆里面的零件　
16.7.3　零件的重新组装　 第17章　用身边的材料制作机器人　
17.1　几个寻找可用材料的思路　
17.2　尝试“免切割”金属底盘的设计　
17.2.1　迷你T-BOT简介　
17.2.2　制作迷你T-BOT　
17.2.3　使用大号T型铁制作大机器人　
17.2.4　木头加强用的金属片　
17.2.4.0　更多思路　
17.3　使用木头和塑料样品　
17.4　注意观察多动脑　 第三部分　动力、电动机和运动 　 第18章　电池大全　
18.1　动力概述　
18.2　适用于机器人的电池　
18.2.1　碳-锌电池　
18.2.2　碱性电池　
18.2.3　可充电碱性电池　
18.2.4　镍-镉电池　
18.2.5　镍金属氢化物电池　
18.2.6　锂离子电池　
18.2.7　密封式铅-酸电池(SLA)　
18.2.8　应该选择哪种电池　
18.3　了解电池的参数　
18.3.1电压　
18.3.1.1　名义上的(“标称”)电压　
18.3.1.2　电压下降的问题　
18.3.2　容量　
18.3.2.1　用安时表示容量　
18.3.2.2　预留出一定容量　
18.3.2.3　过放电的危害　
18.3.2.4　小电池的容量　
18.3.3　了解电池的内阻　
18.3.4　了解电池的充电参数　
18.4　给电池充电　
18.5　机器人电池一览　
18.6　常见的电池尺寸　
18.7　增加电池的额定值　 第19章　机器人的动力系统　
19.1　电源和电池的电路符号　
19.2　使用预制电池组　
19.2.1　使用模型预制的电池组　
19.2.2　镍镉或镍氢电池　
19.3　制作你自己的可充电电池组　
19.4　使用电池和电池仓　
19.4.1　将电池仓安装在机器人上　
19.4.2　9V电池卡扣和电池卡子　
19.4.3　用电池仓实现“中间”电压　
19.5　最好的电池布局　
19.6　电池和机器人的连接　
19.7　预防电池反接　
19.7.1　结构互锁式连接　
19.7.2　电路反接保护　
19.8　在线资源：如何给电池仓或插墙式稳压电源焊接桶形插头　
19.9　加入熔丝保护　
19.10　提供多组电压　
19.10.1　单电池、单电压　
19.10.2　单电池、多组电压　
19.10.3　多组电池、多组电压　
19.10.4　多组电池、分组电压　
19.11　调整电压数值　
19.11.1　使用硅二极管降压　
19.11.2　稳压二极管的电压调整　
19.11.3　线性稳压器　
19.11.4　开关式稳压电源　
19.11.5　使用多组电压调整　
19.12　处理电力不足的问题　
19.13　电池电压监视器　 第20章　让机器人动起来　
20.1　选择一种运动系统　
20.2　轮式运动　
20.2.1　差速运动　
20.2.2　车式转向　
20.2.3　三轮车式转向　
20.2.4　全方位转向　
20.2.4.1　全方位转向是如何实现的　
20.2.4.2　其他结构的全方位转向　
20.3　履带式运动　
20.4　腿式运动　
20.5　其他运动方式　
20.6　在线资源：控制机器人的重量　 第21章　选择正确的电动机　
21.1　交流电动机还是直流电动机　
21.2　连续旋转还是步进电动机　
21.3　舵机　
21.4　电动机参数　
21.4.1　工作电压　
21.4.2　电流消耗　
21.4.3　转速　
21.4.4　转矩　
21.4.5　失速或额定转矩　
21.4.6　判断电动机的转矩　
21.5　测量电动机的电流消耗　
21.5.1　直接测量电动机电流　
21.5.2　间接测量电动机的电流　
21.6　处理电压下降的问题　
21.7　消除电噪声　 第22章　使用直流电动机　
22.1　直流电动机的原理　
22.1.1　永磁直流电动机：经济实惠，使用方便　
22.1.2　转向可逆　
22.2　评论直流电动机的参数　
22.3　控制直流电动机　
22.4　用开关控制电动机　
22.4.1　用开关实现简单的开/关控制　
22.4.2　用开关控制转向　
22.5　用继电器控制电动机
22.5.1　继电器的内部结构　
22.5.2　简单的继电器开关控制　
22.5.3　用继电器控制方向　
22.5.4　创建一个继电器半桥　
22.5.5　继电器的额定电流　
22.5.6　简易继电器驱动电路　
22.6　用双极型晶体管控制电动机　
22.6.1　基本的晶体管电动机控制　
22.6.2　双向晶体管控制　
22.7　用功率场效应晶体管控制电动机　
22.7.1　基本的MOSFET电动机开关　
22.7.2　使用场效应晶体管的电动机H桥　
22.7.3　常见晶体管H桥的设计要点　
22.8　用双向模块控制电动机　
22.8.1　使用L293D和754410电动机驱动IC　
22.8.2　附加项目：使用L298电动机驱动IC　
22.8.3　“智能”双向电动机控制模块　
22.9　控制直流电动机的速度　
22.9.1　不应该采取的方法　
22.9.2　基本速度控制　
22.10　附加项目：电动机控制模块的接口电路　 第23章　使用舵机　
23.1　遥控舵机的工作原理　
23.1.1　内部结构　
23.1.2　旋转限位　
23.2　R/C舵机的控制信号　
23.2.1　脉冲同样控制着速度　
23.2.2　脉冲宽度范围的变化　
23.3　电位器的作用　
23.4　特殊用途的舵机类型和尺寸　
23.5　齿轮机构和输出力度　
23.6　输出轴的轴衬或轴承　
23.7　典型舵机参数　
23.8　连接器的类型和配线　
23.8.1　连接器的类型　
23.8.2　引出线　
23.8.3　彩色编码　
23.8.4　用排插配合连接器　
23.9　模拟与数字舵机　
23.10　舵机的控制电路　
23.10.1　用单片机控制舵机　
23.10.2　使用串行舵机控制器　
23.10.3　附加项目：使用LM555时基IC控制舵机，以及更多方法　
23.10.4　使用超过7.2V的电压　
23.10.5　处理和避免“死区”问题　
23.11　使用连续旋转的舵机　
23.12　把标准舵机改造成可以连续旋转的舵机　
23.12.1　改造舵机的方法　
23.12.2　基本改造说明　
23.12.3　你需要的工具　
23.12.4　选择要改造的舵机　
23.12.5　改造HITEC HS-422的步骤　
23.12.6　改造FUTABA S3003舵机的步骤　
23.12.7　测试改造好的舵机　
23.12.8　改造舵机的局限性　
23.13　用舵机控制传感器转台　 第24章　安装电动机和车轮　
24.1　安装直流电动机　
24.1.1　使用安装孔　
24.1.2　使用自带的底座　
24.1.3　使用支架　
24.1.3.1　金属支架