樂高機器人設計技巧動力結構設計與搭建實例指導 pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

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碼高機器人教育著

圖書標籤:

樂高機器人
機器人設計
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搭建實例
STEM教育
樂高
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齣版社：人民郵電齣版社

ISBN：9787115465337

版次：1

商品編碼：12192743

包裝：平裝

叢書名：愛上樂高

開本：20開

齣版時間：2017-10-01

用紙：銅版紙

頁數：164

正文語種：中文

具體描述

産品特色

編輯推薦

作者團隊是國內知名樂高培訓機構——碼高機器人，總結瞭多年國內機器人教學經驗，內容更更接地氣；
全是炫彩的圖片並加以結構解釋旁白，還有編程的詳解旁白，掃碼即可觀看演示視頻與搭建步驟，將圖書與互聯網結閤在一起，讓愛好者們更加方便學習與觀摩，機器人興趣愛好者與學校後者機構都可用來作為參考。重要的是一套硬件器材零件能夠完成一個作品，避免瞭硬件的限製。

內容簡介

本書包含20例實用有趣的樂高機器人動力結構作品，采用高清全彩的多角度圖片，並輔以搭建過程中的要點、技巧和注意事項，每一個實例還附有精心製作的視頻二維碼，掃碼即可觀看搭建步驟和演示視頻，讓讀者們更加方便地學習和觀摩，無論是樂高機器人愛好者、機器人培訓機構、學校科技課程的老師和學生都可用來作為重要參考。

作者簡介

碼高機器人教育，碼高機器人緻力於通過提供一站式的機器人教育解決方案，培養孩子的創造力和係統化解決問題能力。碼高機器人提供覆蓋6到18歲的機器人教育解決方案，一個機器人愛好者，在碼高可以完成全部的機器人教育知識學習，熟練掌握機器人的設計、搭建和編程操控，全麵提高自身的科學素養，為未來成為工程師和科學傢打下堅實的基礎。
作為一傢具備一站式服務能力的機器人教育機構，我們已經打造瞭常規課程産品綫和集訓課程産品綫。常規課程主要通過讓孩子進行係統化的結閤實踐的理論學習，掌握紮實的機器人設計、搭建和操控知識，讓學生成為一個機器人操控者。集訓産品綫則涵蓋瞭國際比賽係列、國際認證係列、國內比賽係列、國內鼕夏令營、主題集訓等多種産品，通過集中性、團隊化、國際化、高難度的訓練，讓學生從一個操控者變成傑齣的機器人駕馭者，能夠自己根據一個特定的主題規則，設計、搭建和操控自己的機器人，並進行的任務挑戰，與國際和國內的機器人高手同場競技，實現創造力和係統化解決問題能力的全麵提升。

內頁插圖

《樂高機器人設計技巧：動力結構設計與搭建實例指導》一、前言：探索機械的無限可能你是否曾被樂高積木那無窮的組閤魅力所吸引？你是否曾夢想著親手搭建齣能夠自主運動、執行任務的機器人？《樂高機器人設計技巧：動力結構設計與搭建實例指導》正是為你而備。本書並非僅僅是簡單的拼搭指南，它是一扇通往機械工程、邏輯思維與創造力無限拓展的大門。我們將深入挖掘樂高積木在動力結構設計中的潛力，從基礎原理到高級技巧，從理論指導到實踐應用，為你提供一套係統而全麵的學習路徑。無論你是剛剛接觸樂高機器人的新手，還是希望進一步提升設計水平的愛好者，都能從中找到屬於自己的啓發和收獲。本書旨在幫助你理解動力結構的關鍵要素，掌握設計和搭建高效、穩定、功能強大的樂高機器人的核心方法。我們將以嚴謹的科學態度，結閤生動形象的實例，讓你在玩樂中學習，在實踐中成長。二、動力結構設計的基礎：理解運動的本質在深入探討具體的設計技巧之前，理解動力結構的基本原理至關重要。動力結構是機器人能夠運動、執行功能的核心。它涉及到能量的傳遞、轉換以及最終的輸齣。本書將從以下幾個方麵為你打下堅實的基礎： 1. 力的傳導與方嚮控製：齒輪的奧秘：齒輪是樂高機器人中最常見的動力傳遞部件。我們將詳細解析不同類型齒輪（直齒輪、斜齒輪、錐齒輪、蝸輪蝸杆等）的工作原理，以及它們如何影響傳動比、方嚮和扭矩。你將學會如何通過組閤不同齒輪來改變輸齣速度和力量，例如，通過減速齒輪組來增大扭矩，適用於需要剋服較大阻力的場閤；通過增速齒輪組來提高轉速，適用於需要快速移動的應用。連杆機構的靈活性：連杆機構能夠將鏇轉運動轉化為直綫運動或其他復雜運動，是實現精細動作的關鍵。我們將介紹各種經典的連杆機構，如四連杆機構、麯柄滑塊機構等，並演示如何利用它們來模擬人體的關節運動、實現吸取或投擲等動作。軸與連接件的穩定：軸是傳遞動力最直接的媒介，而各種連接件（銷、連接器、萬嚮節等）則保證瞭結構的穩固和運動的順暢。本書將強調選擇閤適尺寸和類型軸及連接件的重要性，以及如何避免因連接不牢固而導緻的動力損失或結構變形。 2. 扭矩與速度的平衡：扭矩的定義與應用：扭矩是使物體鏇轉的力，它直接決定瞭機器人能夠推動或拉動多大的重量，或者剋服多大的阻力。我們將解釋扭矩的計算公式（雖然樂高不直接提供數字，但理解其相對關係很重要），並提供實例展示如何在設計中優化扭矩輸齣，例如，在搭建搬運機器人時，需要足夠的扭矩來提升重物。速度與效率：速度同樣是衡量機器人性能的重要指標。但高速並非總是最優解，我們需要在速度、扭矩和能量消耗之間找到平衡。本書將引導你思考，在不同的任務場景下，應優先考慮提高速度還是增大扭矩，以及如何通過優化齒輪比和電機選擇來實現最優的性能。 3. 結構穩定性與承載能力：力學基本原理：即使是樂高積木，也遵循基本的力學規律。我們將簡要介紹應力、應變、形變等概念，以及如何通過閤理的結構設計來分散載荷、提高結構的強度和穩定性，避免因外力而導緻的垮塌或變形。承重結構的搭建技巧：針對需要承受較大重量的機器人，我們將提供具體的搭建策略，例如，使用梁、桁架結構來增強支撐，閤理布置支點，避免結構受力不均。三、動力係統組件的選擇與運用：馬達、傳感器與控製樂高機器人之所以能夠“動”起來，離不開各種動力係統組件的協同工作。本書將深入探討這些關鍵組件的特性與最佳實踐。 1. 電機（馬達）的性能分析：不同類型電機的特性：樂高提供瞭多種不同型號和功能的電機（例如，標準電機、集成傳感器電機、伺服電機等）。我們將分析它們各自的功率、轉速、精度以及適用場景，幫助你選擇最適閤你設計需求的電機。電機的連接與驅動：學習如何正確連接電機，並理解不同驅動模式（如PWM調速）如何實現對電機速度和方嚮的精確控製。 2. 傳感器的智能感知：距離傳感器：識彆障礙物，實現避障功能。顔色傳感器：識彆顔色，執行顔色識彆任務，如循跡、分類。陀螺儀/加速度計：檢測角度、傾斜度和運動狀態，實現平衡、姿態控製。觸摸傳感器：檢測物理接觸，作為觸發器或停止信號。超聲波傳感器：精確測量距離，用於導航和定位。本書將重點講解這些傳感器如何與動力結構相結閤，實現更加智能和自動化的機器人行為。例如，如何利用距離傳感器和電機控製，讓機器人自動避開牆壁；如何利用顔色傳感器和履帶（通過電機驅動）實現精準循跡。 3. 控製器的核心大腦：編程邏輯的構建：無論是EV3、SPIKE Prime還是Mindstorms等係列的控製器，理解編程邏輯是控製機器人的關鍵。我們將介紹基本的編程概念，如順序執行、循環、條件判斷、子程序等，並指導你如何將這些邏輯轉化為機器人可以執行的指令。傳感器數據與電機指令的聯動：強調編程中如何讀取傳感器數據，並根據這些數據來控製電機的啓停、速度和方嚮，實現智能化的響應。四、核心動力結構設計技巧：從穩固到高效在掌握瞭基礎知識後，我們將進入更具挑戰性的動力結構設計環節。 1. 傳動比的計算與優化：理解傳動比的意義：傳動比是輸入軸轉速與輸齣軸轉速之比，它直接決定瞭扭矩和速度的轉換。齒輪組的組閤策略：學習如何通過多級齒輪組來獲得所需的傳動比，並通過實例展示如何搭建簡單、緊湊且高效的減速和增速齒輪組。優化傳動比以滿足特定需求：例如，為機器人設計攀爬坡道的動力係統，需要大扭矩，因此需要較大的減速比；為設計一個快速移動的賽車機器人，則需要較小的減速比或增速比。 2. 扭矩傳遞的效率最大化：減少摩擦：摩擦是動力損失的重要原因。我們將指導你如何通過使用光滑的軸、閤適的潤滑（在樂高允許範圍內，如避免過度擠壓），以及避免齒輪之間的過度咬閤或卡頓，來最大化扭矩的傳遞效率。軸承的應用：介紹樂高提供的軸承組件，以及它們如何顯著降低軸的轉動阻力，提高傳動效率，尤其是在需要長時間或高速鏇轉的場閤。 3. 動力輸齣的多樣化設計：多軸輸齣：如何從單個電機驅動多個輸齣軸，並實現各自獨立的運動或同步運動。離閤器結構：介紹如何設計簡單的離閤器，允許在需要時斷開動力連接，例如，在不使用某個功能時，可以通過離閤器將其從主傳動係統中分離，減少不必要的能量損耗。萬嚮節的應用：在需要改變動力傳遞方嚮或角度時，萬嚮節是不可或缺的組件。我們將講解萬嚮節的工作原理和搭建技巧。 4. 結構剛性與韌性的平衡：應對衝擊與震動：機器人運動過程中難免會遇到碰撞或震動。我們將探討如何通過加固關鍵連接點、使用柔性材料（例如，在某些連接處使用橡膠圈）來吸收衝擊，保護動力係統免受損壞。分布式驅動：在一些大型或復雜機器人中，考慮使用多個電機驅動不同的部分，以分散負荷，提高整體性能和穩定性。五、經典搭建實例剖析：理論聯係實際本書的價值在於將抽象的設計原理轉化為具體的實踐。我們將通過一係列精心設計的搭建實例，為你展示如何應用上述的動力結構設計技巧。 1. 高性能循跡機器人：動力係統分析：講解如何選擇閤適的電機和齒輪比，以實現平穩、快速且精準的循跡。傳感器整閤：如何精確地安裝顔色傳感器，並與電機控製相結閤，實現對賽道的準確跟隨。結構設計：如何搭建一個低重心、高穩定性的底盤，以應對高速轉彎。 2. 多功能搬運機械臂：動力分配：如何設計一套動力係統，能夠驅動機械臂的多個關節（升降、鏇轉、抓取），並實現各自獨立的控製。扭矩優化：針對需要舉起重物的任務，如何通過齒輪組設計來獲得足夠的抓取力。結構強度：如何搭建堅固的機械臂，以承受負載並保持穩定。 3. 智能避障小車：路徑規劃與決策：如何利用距離傳感器或超聲波傳感器，結閤編程邏輯，讓小車能夠自主探測環境並規劃前進路徑。轉嚮機製設計：講解如何實現精準的轉嚮，以有效避開障礙物。動力輸齣的響應性：如何讓小車在檢測到障礙物時能夠快速做齣反應，例如，緊急刹車或靈活變嚮。 4. 仿生行走機器人：復雜連杆機構的應用：演示如何利用多連杆機構模擬動物的行走方式，例如，四足或六足行走。動力同步與協調：如何讓多個電機的運動協調一緻，實現流暢的行走。平衡控製：探討如何利用陀螺儀等傳感器，實現機器人的動態平衡。六、進階挑戰與創新思維在掌握瞭基礎與實例後，本書將鼓勵你進行更深層次的探索。 1. 模塊化設計理念：介紹如何將機器人分解為獨立的模塊（如動力模塊、感知模塊、執行模塊），以便於升級、維護和重新組閤，快速構建更復雜的係統。 2. 能量效率的優化：在長時間運行或電池供電的場景下，如何通過減少不必要的動力損耗，優化電機工作模式，來延長續航時間。 3. 個性化定製與創意發揮：鼓勵讀者在本書提供的基礎框架上，結閤自己的興趣和需求，進行個性化的設計和功能拓展，創造齣獨一無二的樂高機器人。七、結語：開啓你的機器人創造之旅《樂高機器人設計技巧：動力結構設計與搭建實例指導》不僅僅是一本書，它是一個起點，一個為你點燃心中創造引擎的火花。通過本書的學習，你將不僅掌握搭建齣功能強大的樂高機器人的技術，更能培養齣嚴謹的邏輯思維、解決問題的能力以及創新創造的精神。我們相信，在樂高積木的世界裏，隻有你想不到，沒有你做不到。現在，就讓我們一起，用智慧和雙手，構建屬於你的機器人未來！

用戶評價

評分☆☆☆☆☆

我是一名初學者，對樂高機器人的一切都充滿瞭好奇，但又常常因為不知道從何下手而感到沮喪。《樂高機器人設計技巧動力結構設計與搭建實例指導》這本書，就像一位循循善誘的老師，一步一步地引領我進入樂高機器人的奇妙世界。這本書的語言非常通俗易懂，即使是對於像我這樣初次接觸動力學概念的讀者來說，也能夠輕鬆理解。它並沒有一開始就拋齣晦澀難懂的理論，而是從最基礎的動力組件開始，比如齒輪、馬達、軸等等，詳細介紹瞭它們的功能和用途。書中配有大量的彩色插圖，清晰地展示瞭每一個零件的連接方式，這對於我這樣需要直觀學習的人來說，簡直是太有幫助瞭。我最喜歡的部分是關於“基礎動力模塊”的搭建教程，它教會瞭我如何將幾個簡單的零件組閤起來，就能實現基本的動力傳輸。然後，書中又循序漸進地介紹瞭如何將這些基礎模塊進行組閤和拓展，創造齣更復雜的動力係統。我感覺自己不再是那個隻會跟著圖紙鬍亂拼搭的“新手”，而是真正開始理解瞭動力結構的設計邏輯，能夠根據自己的想法進行一些小小的創新瞭。這本書讓我對樂高機器人産生瞭更濃厚的興趣，也給瞭我繼續深入學習的信心。

評分☆☆☆☆☆

對於那些和我一樣，對樂高機器人充滿熱情，但又苦於找不到係統化學習路徑的朋友們，《樂高機器人設計技巧動力結構設計與搭建實例指導》絕對是值得投資的一本好書。我之前嘗試過很多零散的學習方法，比如觀看網絡視頻，閱讀一些論壇上的教程，但總覺得碎片化，缺乏連貫性。這本書就恰恰解決瞭這個問題，它從最基礎的動力學原理齣發，逐步深入到各種復雜的結構設計。我特彆喜歡書中對於“傳動效率與摩擦力”的探討，這部分內容對於優化機器人的性能至關重要，它讓我認識到，即使是很小的摩擦力，在復雜的傳動鏈中也會被放大，從而影響機器人的整體錶現。書中提供的多種降低摩擦力的方法，比如閤理潤滑、選擇光滑的連接件，都非常實用。另外，書中還花瞭很大的篇幅講解瞭如何根據不同的任務需求來設計動力結構，比如如何為需要穩定輸齣的機器人設計堅固的傳動係統，或者如何為需要快速反應的機器人設計輕便靈活的動力總成。作者通過豐富的實例，將抽象的設計理念具象化，讓我能夠輕鬆理解並應用到自己的搭建中。這本書讓我明白瞭，設計一個優秀的樂高機器人，不僅僅是堆砌零件，更是一種精巧的工程思維。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是樂高機器人發燒友的福音！我一直對樂高機器人充滿熱情，但總是在動力結構的設計和搭建上感到力不從心，經常遇到齒輪打滑、傳動效率低下或者整體結構不穩固的問題。在朋友的推薦下，我入手瞭《樂高機器人設計技巧動力結構設計與搭建實例指導》，看完後真是醍醐灌頂。它不僅僅是簡單地羅列一些搭建步驟，而是深入淺齣地講解瞭各種動力組件的原理和應用。比如，書中對不同類型齒輪的傳動比計算、萬嚮節和差速器的作用機理都有非常詳盡的解釋，讓我徹底理解瞭為什麼我的機器人會齣現那些“小毛病”。而且，作者還結閤瞭大量的實際搭建案例，每一個案例都配有高質量的圖文說明，清晰地展示瞭關鍵的連接方式和結構要點。我特彆喜歡其中關於“力矩傳輸穩定性”的章節，它教會我如何通過優化支撐點和增加冗餘結構來避免動力損耗，讓我的機器人運行得更加平穩有力。甚至是一些非常基礎但容易被忽略的細節，比如如何選擇閤適的軸連接件、如何防止零件鬆動，書中都給齣瞭非常實用的建議。讀完這本書，我感覺自己像是擁有瞭一位經驗豐富的樂高大師在我身邊手把手教學，解決瞭我長期以來在機器人設計中遇到的睏擾。

評分☆☆☆☆☆

之前我總覺得，樂高機器人的動力係統就是一個“黑盒子”，知道怎麼用，但不知道原理。直到我讀瞭《樂高機器人設計技巧動力結構設計與搭建實例指導》，纔真正解開瞭我的疑惑。這本書的結構設計非常巧妙，它不僅僅提供瞭一個又一個的搭建實例，更重要的是，它深入剖析瞭每一個實例背後的設計理念和工程原理。我尤其欣賞書中對“負載與扭矩”的分析，它讓我明白，不同的結構設計對於承載不同的負載和輸齣不同的扭矩有著直接的影響。通過書中的案例，我學習到瞭如何根據機器人所要完成的任務來選擇閤適的傳動比，以及如何設計一個既能提供足夠動力又不會過載的結構。書中還提供瞭一些關於“故障排除”的技巧，當我遇到機器人動力係統不工作或者運行異常時，能夠更有針對性地去檢查和解決問題，這對於我這樣需要獨立解決問題的玩傢來說，簡直是太有價值瞭。而且，書中還鼓勵讀者進行“性能優化”，比如如何通過調整零件的組閤方式來提高機器人的運行效率，或者如何讓機器人的動作更加平滑流暢。這本書不僅僅是一本指導手冊，更是一種解決問題和提升技能的思維方式的傳遞。

評分☆☆☆☆☆

我一直覺得，玩樂高機器人不僅僅是組裝，更是一種創造力的釋放，而《樂高機器人設計技巧動力結構設計與搭建實例指導》恰好滿足瞭我對“深入探索”的渴望。作為一名已經玩瞭幾年樂高機器人的愛好者，我積纍瞭一些基礎的搭建經驗，但總感覺在設計上缺乏係統性的指導，尤其是涉及到更復雜、更精密的動力係統時，常常陷入瓶頸。這本書的齣現，就像為我打開瞭一扇新的大門。它不僅僅是關於“怎麼搭”，更是關於“為什麼這麼搭”。書中對各種動力傳輸方式的優缺點進行瞭深入的分析，比如鏈條傳動、皮帶傳動以及不同齒輪組閤的效率對比，讓我對如何選擇最適閤的動力方案有瞭更清晰的認識。我印象最深刻的是關於“減速增力”和“增速減力”的章節，通過實例演示，我理解瞭如何通過巧妙的齒輪組閤來實現不同的功能需求，這對於設計需要精確控製速度或力量的機器人至關重要。而且，書中還提供瞭一些非常具有啓發性的設計思路，鼓勵讀者在理解原理的基礎上進行創新，而不是簡單模仿。我嘗試著將書中的一些技巧應用到我自己的項目上，效果非常顯著，機器人運行的順暢度和穩定性都有瞭質的飛躍。這本書不僅僅是一本技術手冊，更是一本激發我設計靈感的寶典。

評分☆☆☆☆☆

專業的樂高機器人的開發書籍

評分☆☆☆☆☆

買給娃~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

評分☆☆☆☆☆

很贊的寶貝，很滿意

評分☆☆☆☆☆

正版還不錯，印刷精美，內容充實

評分☆☆☆☆☆

很贊的寶貝，很滿意

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還可以吧，看圖片就可以拼齣來~~~