Joe Nagata的LEGO MINDSTORMS NXT步行機器人製作入門 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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JOE NAGATA 著

图书标签:

• LEGO MINDSTORMS
• NXT
• 机器人
• 步行机器人
• Joe Nagata
• 制作
• 入门
• 编程
• 教育
• STEM

出版社： 馥林文化（泰电电业股份有限公司）

ISBN：9789866076381

版次：1

商品编码：16039522

包装：平装

出版时间：2012-07-26

用纸：胶版纸

页数：200

正文语种：中文

内容简介

現在，製作機器人不只是限於企業或是大學的研究室而已，就連在一般人之間也漸漸普遍起來。LEGO MINDSTORMS是連中小學生都可以簡單地做出機器人的系列商品，在很多地方都舉辦了使用LEGO MINDSTORMS的比賽，還有些地方把它應用在課程中。

而本書中所介紹的每一個機器人都是只有基本構造的簡易版。它們不是完美的，還有許多改善與擴張的空間。作者希望讀者在享受製作機器人的樂趣後，能夠試著自己再加上一些外裝、感應器、改良指令等等。甚至可以改變腳部的構造。希望讀者在最後能夠挑戰做出自己獨創的機器人。我們是和人類一樣用兩隻腳走路的機器人。而且還會靈巧地一邊保持平衡，一邊抬起單腳邁出步伐。

看到以上這樣的機器人，讓人不禁會興奮起來。但是，現在用兩隻腳走路的機器人已經不只是在電視或展覽會上才可以看到了，現在已經是我們可簡單地做出機器人的時代。要做出一個機器人，就必需要有驅動機器人手腳的馬達、偵測外界的感應器、還有控制用的電腦等零組件。還需要把各種器具精密地組合在一起。另外，為了把它變成自己喜歡的樣子，還需要在外觀上作簡單的加工。而滿足這些要件的工具箱，就是LEGO MINDSTORMS NXT。樂高(LEGO)是不管誰都知道的積木玩具，但是最近的樂高已經進步到這種程度了。
本書特色

本書主要在介紹如何利用NXT組裝步行機器人以及樂高積木。第一章節先對LEGO MINDSTORMS NXT做解說，第二章節是步行機器人的概論。第三章節將步行機器人的組裝根據難易度來分類，讓讀者可由淺入深，內容附一步一步有組裝圖片配上解說教學。

除了介紹如何組裝步行機器人之外，在第四章節也介紹樂高積木的零件組裝技術。第五章則是程式的製作教學。在這本書中，Joe Nagata具體介紹用LEGO MINDSTORMS NXT可以「做出這樣的機器人」。因為希望能夠有更多人一起來製作機器人，所以除了其中一個作品外，其他作品都可以只用一套LEGO MINDSTORMS NXT工具箱中的零件就做出來。

作者简介

　　JOE NAGATA，於學生時代習得電腦繪圖，其後著讓他事樂高積木藝術。蓍有《JoeNagata的LEGOMINDSTORMSSUPERCREATURE》、《JoeNagata的LEGOMINDSTORMSDroid＆Robotics》、《JoeNagata的LEGOMINDSTORMS機器人入門》（Ohmsha，Ltd．）等書。

内页插图

目录

Chapter1 LEGO MINDSTORMS NXT
何謂LEGO MINDSTORMS NXT
機器人製作
機器人指令
Chapter2 步行機構
步行機構
六足步行機器人
四足步行機器人
左右轉彎機器人
步行機器人
Chapter3 機器人製作
用LEGO MINDSTORMS NXT製作機器人
蟋蟀機器人
步行機器人
步行機器人
步行機器人
Beetle NXT
小狗機器人
雷達搖控機器人
Chapter4 樂高小技巧
差速器
LSD
1輸入2輸出
萬向接頭
機器手
Chapter5 編輯程式
骰子
「拈」(NOM)遊戲
Hit&Blow;
作者結語

机械设计与工程实践的深度探索：基于经典机械原理的创新应用 本书旨在为对机械工程、结构设计以及复杂机构运动原理抱有浓厚兴趣的读者提供一个严谨而深入的理论与实践平台。本书不涉及任何关于乐高（LEGO）或特定品牌机器人套件的内容，而是聚焦于纯粹的机械学核心知识，并通过大量的实例分析和原创设计案例，引导读者理解和掌握从概念设计到实际制造的全过程。 第一部分：机械系统设计基础与动力学分析 本部分首先对机械系统的基本构成要素进行了系统性的梳理，包括连杆机构、凸轮机构、齿轮传动以及弹性元件的应用。我们深入探讨了平面机构的运动学分析，利用瞬心法、速度多边形法等经典工具，精确计算连杆机构在不同工况下的速度和加速度特性。对于复杂的四连杆和多连杆机构，本书详细阐述了位置分析的解析几何方法，并引入了自由度计算的Grübler准则，确保读者能够准确判断机构的运动特性。 在动力学方面，本书着重讲解了达朗贝尔原理在机械系统平衡分析中的应用。我们详细推导了惯性力、离心惯性力以及冲击力的计算模型，并强调了如何通过质量平衡和动态刚度设计来抑制振动和噪声。特别地，本书引入了对非线性机械系统（如摩擦阻尼较大的系统）的分析方法，包括粘滞摩擦和库仑摩擦的数学建模，这对于设计高精度、低摩擦的传动装置至关重要。 第二部分：结构强度、材料选择与疲劳寿命预测 结构设计的核心在于安全性和可靠性。本部分将理论强度分析提升到了工程实践的高度。我们详细回顾了静力学分析中的应力集中现象，并介绍了李尼尔斯-梅勒（Neuber）方法在尖角和孔洞附近应力放大的预测中的应用。对于承受交变载荷的结构件，疲劳分析是不可或缺的一环。本书系统地介绍了S-N曲线（应力-寿命曲线）的构建、米尔斯准则（Miner's Rule）在累积损伤评估中的应用，以及高周疲劳（HCF）和低周疲劳（LCF）的设计考量。 材料科学是结构设计的基础。本书对工程中最常用的金属材料（如低碳钢、合金钢、铝合金）和工程塑料的力学性能进行了对比分析，特别关注了它们在不同温度和腐蚀环境下的性能变化。我们探讨了先进制造技术对材料微观结构的影响，例如焊接残余应力对疲劳性能的负面作用及其消除方法。此外，本书还包含了弹性力学的基础内容，讲解了薄壁结构在受力下的变形规律，以及如何利用有限元分析（FEA）的初步概念来指导模型简化和边界条件设置。 第三部分：精密传动与控制系统集成 本部分深入探究了现代机械系统中实现精确运动控制的关键技术——精密传动。我们详尽分析了蜗轮蜗杆、谐波齿轮传动在小回差（Backlash）和高减速比应用中的优势与局限性。齿轮几何设计部分，不仅涵盖了标准直齿圆柱齿轮的设计，还对斜齿轮和人字齿轮在轴向载荷和传动平稳性方面的优化策略进行了深入探讨。 对于需要高精度定位的应用，本书转向了对滚动轴承和滑动轴承的选型与润滑设计。我们讲解了轴承的额定动载荷和静载荷计算，并详细介绍了不同润滑脂和油液的粘温特性对轴承寿命的影响。在电机与机械系统的耦合部分，我们探讨了伺服电机和步进电机在扭矩脉动、响应速度上的特性差异，以及如何通过减速箱匹配实现最优的系统带宽和刚度。 第四部分：创新机械系统的概念生成与原型化 本部分的核心在于将理论知识转化为可行的工程方案。我们介绍了几种系统化的创新设计方法论，如功能分解法（Functional Decomposition）和拓扑优化（Topology Optimization）的原理概述。读者将学习如何从一个宏观的功能需求出发，逐步分解为具体的机械动作，并选择最合适的传动和约束机构来实现。 我们通过几个原创的、复杂的机械系统案例进行剖析，例如自适应减震平台的设计、多自由度并联机构的运动学逆解，以及如何利用柔顺机构（Compliant Mechanisms）消除间隙和简化装配。案例分析强调了从“易于制造”的角度反推设计选择，讨论了CNC加工、三维打印等现代制造工艺对复杂曲面和内部结构的实现能力，以及如何为后续的原型测试和验证制定详细的测试计划。 本书特点： 本书内容严谨、侧重于基础原理的深度挖掘和工程实践的无缝对接。它不依赖于任何特定的软件或预制件，而是要求读者运用基础的数学工具和物理知识来解决真实的机械工程难题。通过对力、能、位移的精确控制，读者将建立起对复杂机械运动的直观理解和强大的问题解决能力。本书适合机械工程专业学生、专业工程师，以及任何希望掌握高级机械设计理论和实践技能的爱好者阅读。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对DIY和编程有浓厚兴趣的爱好者，我一直渴望能有一个项目能够将我对动手实践的热情和对智能技术的探索结合起来。《Joe Nagata的LEGO MINDSTORMS NXT步行機器人製作入門》这本书的名字立刻抓住了我的眼球。它明确地指出了目标——制作一个步行机器人，并且使用了LEGO MINDSTORMS NXT这个大家都熟悉且易于上手的平台，这让我觉得这本书的可操作性很强。我希望这本书能够提供一套系统性的学习路径，从如何识别和理解NXT的各个组件开始，逐步引导读者完成机器人的搭建。更重要的是，我期待书中能够深入浅出地讲解编程的概念，比如如何利用NXT的图形化编程环境，让机器人实现不同的行走模式，甚至是一些基础的传感器交互。我想要那种能够让我从零开始，一步步建立起对机器人运作原理和控制逻辑的理解的教程。这本书给我一种感觉，它不会只停留在“组装”层面，而是会让我深入到“理解”和“创造”的境界。我希望看完这本书，我不仅能拥有一个步行机器人，还能理解它为什么会那样行走，并且能够根据自己的想法去修改和优化它的行为。这对我来说，将是一次非常有成就感的学习体验。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我都对能够实现复杂动作的机器人充满了向往，而步行机器人无疑是机器人领域中最具代表性和挑战性的形态之一。《Joe Nagata的LEGO MINDSTORMS NXT步行機器人製作入門》这本书，从名字上就点明了它的核心内容——如何利用LEGO MINDSTORMS NXT这个强大的平台，创造出一个会行走的机器人。Joe Nagata这个名字，让我联想到作者是一位在机器人领域有着丰富经验且乐于分享的专家。我期待这本书能够提供一套完整且富有创意的机器人设计方案，不仅仅是简单的搭建教程，而是能够引领我理解步行机器人设计的关键要素，比如重心、驱动方式、关节设计等。我希望书中能够包含多种不同类型的步行机器人设计，从基础的两轮平衡到更复杂的四足或六足设计，让我能够根据自己的兴趣和能力选择学习。此外，我非常希望书中能够深入探讨编程策略，介绍如何通过不同的算法和传感器反馈，让机器人能够适应不同的地形，甚至实现自主避障等功能。这本书对我来说，是一次挑战自我的机会，让我能够将理论知识转化为实际行动，创造出属于我自己的智能步行伙伴。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为我量身定做的！我一直对机器人技术充满好奇，但又觉得无从下手，各种编程语言和硬件知识对我来说就像天书一样。当我在书店看到《Joe Nagata的LEGO MINDSTORMS NXT步行機器人製作入門》这本书时，我立刻被它吸引住了。书的封面设计就非常直观，能看出是一本关于搭建机器人的书，而且LEGO MINDSTORMS NXT这个名字听起来就很有趣，充满了童趣和科技感。我尤其喜欢作者Joe Nagata的名字，感觉他一定是一位经验丰富的机器人爱好者，他的经验肯定能帮助我少走弯路。我期待着书中能够详细介绍如何一步一步地组装一个步行机器人，从最基础的零件选择，到复杂的机械结构搭建，再到最后的编程控制，都能够清晰地讲解。我希望这本书能让我明白，原来搭建一个会行走的机器人并没有想象中那么难，而且在搭建的过程中，我还可以学习到很多关于工程学、物理学和计算机科学的知识。这本书对我来说，不仅仅是一本教程，更是一扇通往机器人世界的大门，让我能够亲手创造出一个会动的生命，这想想就令人兴奋！我迫不及待地想翻开这本书，开始我的机器人制作之旅了！

评分☆☆☆☆☆

购买《Joe Nagata的LEGO MINDSTORMS NXT步行機器人製作入門》这本书，很大程度上是出于一种对机械运动和自动化控制的好奇心。我一直对各种复杂机械的运作原理非常着迷，尤其是那些能够自主行动的机器。Joe Nagata这个名字，似乎暗示着作者在这方面有着深厚的功底，能够将复杂的知识转化为易于理解的内容。我希望这本书能够详细地讲解步行机器人背后的物理原理，比如如何设计出能够维持平衡的腿部结构，以及如何通过巧妙的机械联动来实现平稳的行走。不仅仅是组装，我更关注的是“为什么”要这样设计。此外，编程控制部分也是我非常期待的。我希望作者能够介绍如何利用NXT的编程接口，实现不同类型的行走模式，例如向前、向后、转弯，甚至是一些更高级的动作。我想要理解，通过编写不同的程序，如何能够赋予机器人不同的“生命”。这本书对我来说，是一个探索机械精妙和智能控制奥秘的窗口，让我能够不仅仅是组装一个模型，而是真正理解其内在的运行逻辑，并尝试进行个性化的改造。

评分☆☆☆☆☆

我一直对机器人技术在教育领域的应用非常关注，特别是那种能够激发孩子们创造力和解决问题能力的实践项目。《Joe Nagata的LEGO MINDSTORMS NXT步行機器人製作入門》这本书，从书名来看，就非常有教育意义。Joe Nagata这个名字，让人联想到他在机器人领域的专业度和分享精神。我希望这本书能够提供一种循序渐进的学习方式，让青少年甚至是对机器人完全陌生的初学者，也能够轻松上手。它应该不仅仅是关于“如何拼装”，更重要的是关于“为何如此拼装”以及“如何让它动起来”的原理。我期待书中能有很多清晰的插图和详细的步骤说明，帮助读者理解每一个搭建环节的目的和作用。此外，编程部分的讲解至关重要，我希望它能够用通俗易懂的语言，介绍NXT的编程界面和基础逻辑，让孩子们能够理解“指令”和“行为”之间的关系，从而培养他们的逻辑思维和编程能力。这本书的出现，让我觉得机器人教育不再是遥不可及的，而是可以通过亲手实践，在玩乐中学习。它有望成为家庭教育或学校课外活动中一个极佳的实践工具，让科技的种子在孩子们心中生根发芽。