通过100多个机器人案例讲解各种机械结构和程序设计方法

第1章  机器人的运动

1.1  机器人编程基础  2

1.1.1  认识机器人  2

1.1.2  基础编程模块  5

1.1.3  程序编程  10

1.2  电机与角度传感器  13

1.2.1  机器人电机  13

1.2.2  电机编程  13

1.2.3  密码锁  19

1.2.4  射击的枪  21

1.2.5  振动与共振  22

1.2.6  测量物体的直径  25

1.3  让机器人动起来  27

1.3.1  机器人设计  28

1.3.2  机器人移动模块  29

1.3.3  机器人行走正方形  30

1.3.4  循环模块  31

1.3.5  机器人感知自己的处境  32

1.4  机器人加速  33

1.4.1  变量与常量模块  33

1.4.2  机器人加速  34

1.5  机器人定位  39

1.5.1  逻辑运算模块  39

1.5.2  智能单开门  40

1.5.3  智能对开门  41

1.5.4  机器人垂直定位  42

1.5.5  机器人沿墙壁定位  44

1.5.6  机器人移动指定距离  45

1.5.7  机器人运送物体  46

第2章  机器人的触觉

2.1  触动传感器  49

2.1.1  触动传感器  49

2.1.2  程序块按钮模块  50

2.1.3  查看传感器数据  51

2.1.4  电风扇  52

2.1.5  反应时间的测量  54

2.2  遥控机器人  55

2.2.1  切换模块  56

2.2.2  触动传感器遥控机器人  58

2.3  机器人避障  61

2.3.1  随机模块  61

2.3.2  机器人避障  62

2.3.3  机器人前后避障  64

2.3.4  机器人仿生—蚂蚁  66

第3章  机器人的听觉

3.1  超声波传感器  70

3.1.1  超声波传感器  70

3.1.2  身高的测量  72

3.1.3  智能道闸  74

3.1.4  攻击的鸭子  75

3.2  机器人跟随  77

3.2.1  跟机器人打个招呼  77

3.2.2  机器人探测悬崖  80

3.2.3  超声波避障机器人  81

3.2.4  机器人跟随  82

3.3  机器人寻障  83

3.3.1  循环中断模块  84

3.3.2  比较模块  85

3.3.3  机器人寻找出口  86

3.3.4  机器人搜寻障碍物  87

3.3.5  机器人探测障碍物的高度  89

3.3.6  机器人探测墙壁的距离  91

3.4  机器人绕障  93

3.4.1  机器人绕过杯子  93

3.4.2  机器人绕过墙壁  95

第4章  机器人的视觉

4.1  颜色传感器  100

4.1.1  颜色传感器  100

4.1.2  测量电机旋转的圈数  103

4.1.3  机器人往返跑  106

4.1.4  分拣机器人  107

4.1.5  探测小车运动的快慢  111

4.1.6  阵列运算与颜色检测  112

4.2  机器人漫步悬崖边  115

4.2.1  机器人停步悬崖边  116

4.2.2  机器人漫步悬崖边  117

4.2.3  沿黑线行走的机器人  118

4.2.4  机器人寻线  120

4.3  机器人巡线  122

4.3.1  机器人巡线  122

4.3.2  巡线机器人避障  128

4.3.3  “T”形路径巡线  129

4.4  机器人巡线思想与应用  131

4.4.1  范围模块  131

4.4.2  机器人巡线思想  131

4.4.3  同步移动的机器人  132

4.4.4  起重机  135

4.4.5  指南针  136

第5章  机器人的姿态

5.1  陀螺仪传感器  140

5.1.1  陀螺仪传感器  140

5.1.2  机器人转弯角度的测量  141

5.1.3  机器人自转速率的测量  142

5.1.4  陀螺仪  143

5.1.5  巡线机器人转弯角度的测量  147

5.1.6  机器人的黑匣子  149

5.2  识方向的机器人  152

5.2.1  姿态恢复的机器人  152

5.2.2  机器人走正方形  154

5.3  越障机器人  156

5.3.1  履带机器人  156

5.3.2  机器人爬坡  158

5.3.3  机器人下坡  159

5.3.4  机器人越障  160

5.4  机器人行走迷宫  162

5.4.1  机器人单弯道行走  162

5.4.2  机器人行走迷宫  165

5.5  机器人测速  170

5.5.1  测量电机的转速  170

5.5.2  测量机器人自转的转速  171

5.5.3  测量机器人移动的速度  172

5.5.4  超声波传感器测速   173

第6章  机器人与蓝牙通信

6.1  给机器人发消息  176

6.1.1  蓝牙连接  176

6.1.2  消息传递模块  177

6.1.3  蓝牙遥控机器人加速  179

6.1.4  离心现象与机器人  181

6.2  无线遥控机器人  184

6.2.1  多序列切换模块  185

6.2.2  程序块按钮遥控机器人  187

6.2.3  触动传感器遥控机器人  189

6.2.4  电机旋转遥控机器人  191

6.3  超视距遥控机器人  194

6.3.1  遥控避障机器人  194

6.3.2  超视距遥控机器人返航  197

第7章  机器人与机械臂

7.1  机械手  201

7.1.1  机械手设计  201

7.1.2  凶猛的鳄鱼  208

7.1.3  机械手取物  210

7.1.4  机械手为用户倒水  211

7.2  机械臂  214

7.2.1  机械臂设计  214

7.2.2  机械臂编程  219

7.3  扫地机器人  222

7.3.1  设计扫地机器人  223

7.3.2  清障机器人  227

7.4  投篮机器人  229

7.4.1  机器人投篮  229

7.4.2  机器人多距离随机投篮  232

7.4.3  机器人多角度抛射投篮  233

7.5  搬运机器人  234

7.5.1  搬运机器人设计  235

7.5.2  机器人搬运货物  236

7.5.3  遥控机器人搬运货物  239

7.5.4  机器人堆高货物  243

7.6  捡球机器人  244

7.6.1  机器人巡线捡球  244

7.6.2  机器人捡球入筐  247

7.7  排爆机器人  250

7.7.1  机器人转移危险物品  250

7.7.2  自动避障的排爆机器人  254

乐高EV3机器人是一个可实现多种创意的STEAM教育工具。《乐高机器人高级编程——传感器与机械臂》在EV3教育套装和配件库的基础上，从机器人传感器和机械臂的角度，通过100多个机器人案例，讲述机器人传感器、移动机器人设计、机械结构设计、机械臂设计和程序设计。书中还融入了与机器人有关的科学探究活动，在学习物理知识的同时，理解编程与机器人“真实处境”的关系。由于移动机器人主体设计简易，具有兼容多个传感器、电机和机械臂的特点，避免了在完成不同任务时的重复搭建。本书深度融合物理、数学、计算机等学科知识，旨在激发读者的创造力和想象力，帮助读者在机器人活动和竞赛中设计出性能优越、更具创意的作品。
本书可作为小学生和中学生学习机器人的教材或参考用书，也可作为机器人竞赛的指导用书。由于书中的每一个机器人案例都给出了详细的讲解和参考性方案，也适合科技爱好者在自学时选用。

蔡冬冬，安徽省肥东县青少年活动中心科技工作者（原中学物理教师），中国青少年机器人竞赛裁判员。创立科技创新教育工作室，用于青少年科技创新、机器人、科技模型等科技课程的开发、教研和培训，汇聚培养了一批优秀的科技辅导员和一群热爱科学的青少年。
近年来，辅导学生参加FLL机器人科协赛和教育赛，多次获得省级一等奖；指导老师和学生参加WRO机器人竞赛，获得国内冠、亚军；辅导学生参加青少年航空航天模型竞赛，多次获得省级冠军，累计辅导学生获奖百余次。焦云逸，安徽省肥东县第二中学信息技术教师，在信息技术教学方面多次获得省市级奖项，兼职科技创新教育工作室的机器人课程开发、教学和竞赛工作。在工作室辅导学生参加省市机器人竞赛、航模竞赛，多次获得一等奖。