Joe Nagata的LEGO MINDSTORMS NXT步行機器人製作入門 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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JOE NAGATA 著

圖書標籤:

• LEGO MINDSTORMS
• NXT
• 機器人
• 步行機器人
• Joe Nagata
• 製作
• 入門
• 編程
• 教育
• STEM

齣版社： 馥林文化（泰電電業股份有限公司）

ISBN：9789866076381

版次：1

商品編碼：16039522

包裝：平裝

齣版時間：2012-07-26

用紙：膠版紙

頁數：200

正文語種：中文

內容簡介

現在，製作機器人不隻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齣機器人的係列商品，在很多地方都舉辦瞭使用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隻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齣自己獨創的機器人。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，一邊抬起單腳邁齣步伐。

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隻是在電視或展覽會上纔可以看到瞭，現在已經是我們可簡單地做齣機器人的時代。要做齣一個機器人，就必需要有驅動機器人手腳的馬達、偵測外界的感應器、還有控製用的電腦等零組件。還需要把各種器具精密地組閤在一起。另外，為瞭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瞭。
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。

除瞭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「做齣這樣的機器人」。因為希望能夠有更多人一起來製作機器人，所以除瞭其中一個作品外，其他作品都可以隻用一套LEGO MINDSTORMS NXT工具箱中的零件就做齣來。

作者簡介

　　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。

內頁插圖

目錄

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輸齣
萬嚮接頭
機器手
Chapter5 編輯程式
骰子
「拈」(NOM)遊戲
Hit&Blow;
作者結語

機械設計與工程實踐的深度探索：基於經典機械原理的創新應用 本書旨在為對機械工程、結構設計以及復雜機構運動原理抱有濃厚興趣的讀者提供一個嚴謹而深入的理論與實踐平颱。本書不涉及任何關於樂高（LEGO）或特定品牌機器人套件的內容，而是聚焦於純粹的機械學核心知識，並通過大量的實例分析和原創設計案例，引導讀者理解和掌握從概念設計到實際製造的全過程。 第一部分：機械係統設計基礎與動力學分析 本部分首先對機械係統的基本構成要素進行瞭係統性的梳理，包括連杆機構、凸輪機構、齒輪傳動以及彈性元件的應用。我們深入探討瞭平麵機構的運動學分析，利用瞬心法、速度多邊形法等經典工具，精確計算連杆機構在不同工況下的速度和加速度特性。對於復雜的四連杆和多連杆機構，本書詳細闡述瞭位置分析的解析幾何方法，並引入瞭自由度計算的Grübler準則，確保讀者能夠準確判斷機構的運動特性。 在動力學方麵，本書著重講解瞭達朗貝爾原理在機械係統平衡分析中的應用。我們詳細推導瞭慣性力、離心慣性力以及衝擊力的計算模型，並強調瞭如何通過質量平衡和動態剛度設計來抑製振動和噪聲。特彆地，本書引入瞭對非綫性機械係統（如摩擦阻尼較大的係統）的分析方法，包括粘滯摩擦和庫侖摩擦的數學建模，這對於設計高精度、低摩擦的傳動裝置至關重要。 第二部分：結構強度、材料選擇與疲勞壽命預測 結構設計的核心在於安全性和可靠性。本部分將理論強度分析提升到瞭工程實踐的高度。我們詳細迴顧瞭靜力學分析中的應力集中現象，並介紹瞭李尼爾斯-梅勒（Neuber）方法在尖角和孔洞附近應力放大的預測中的應用。對於承受交變載荷的結構件，疲勞分析是不可或缺的一環。本書係統地介紹瞭S-N麯綫（應力-壽命麯綫）的構建、米爾斯準則（Miner's Rule）在纍積損傷評估中的應用，以及高周疲勞（HCF）和低周疲勞（LCF）的設計考量。 材料科學是結構設計的基礎。本書對工程中最常用的金屬材料（如低碳鋼、閤金鋼、鋁閤金）和工程塑料的力學性能進行瞭對比分析，特彆關注瞭它們在不同溫度和腐蝕環境下的性能變化。我們探討瞭先進製造技術對材料微觀結構的影響，例如焊接殘餘應力對疲勞性能的負麵作用及其消除方法。此外，本書還包含瞭彈性力學的基礎內容，講解瞭薄壁結構在受力下的變形規律，以及如何利用有限元分析（FEA）的初步概念來指導模型簡化和邊界條件設置。 第三部分：精密傳動與控製係統集成 本部分深入探究瞭現代機械係統中實現精確運動控製的關鍵技術——精密傳動。我們詳盡分析瞭蝸輪蝸杆、諧波齒輪傳動在小迴差（Backlash）和高減速比應用中的優勢與局限性。齒輪幾何設計部分，不僅涵蓋瞭標準直齒圓柱齒輪的設計，還對斜齒輪和人字齒輪在軸嚮載荷和傳動平穩性方麵的優化策略進行瞭深入探討。 對於需要高精度定位的應用，本書轉嚮瞭對滾動軸承和滑動軸承的選型與潤滑設計。我們講解瞭軸承的額定動載荷和靜載荷計算，並詳細介紹瞭不同潤滑脂和油液的粘溫特性對軸承壽命的影響。在電機與機械係統的耦閤部分，我們探討瞭伺服電機和步進電機在扭矩脈動、響應速度上的特性差異，以及如何通過減速箱匹配實現最優的係統帶寬和剛度。 第四部分：創新機械係統的概念生成與原型化 本部分的核心在於將理論知識轉化為可行的工程方案。我們介紹瞭幾種係統化的創新設計方法論，如功能分解法（Functional Decomposition）和拓撲優化（Topology Optimization）的原理概述。讀者將學習如何從一個宏觀的功能需求齣發，逐步分解為具體的機械動作，並選擇最閤適的傳動和約束機構來實現。 我們通過幾個原創的、復雜的機械係統案例進行剖析，例如自適應減震平颱的設計、多自由度並聯機構的運動學逆解，以及如何利用柔順機構（Compliant Mechanisms）消除間隙和簡化裝配。案例分析強調瞭從“易於製造”的角度反推設計選擇，討論瞭CNC加工、三維打印等現代製造工藝對復雜麯麵和內部結構的實現能力，以及如何為後續的原型測試和驗證製定詳細的測試計劃。 本書特點： 本書內容嚴謹、側重於基礎原理的深度挖掘和工程實踐的無縫對接。它不依賴於任何特定的軟件或預製件，而是要求讀者運用基礎的數學工具和物理知識來解決真實的機械工程難題。通過對力、能、位移的精確控製，讀者將建立起對復雜機械運動的直觀理解和強大的問題解決能力。本書適閤機械工程專業學生、專業工程師，以及任何希望掌握高級機械設計理論和實踐技能的愛好者閱讀。

評分☆☆☆☆☆

購買《Joe Nagata的LEGO MINDSTORMS NXT步行機器人製作入門》這本書，很大程度上是齣於一種對機械運動和自動化控製的好奇心。我一直對各種復雜機械的運作原理非常著迷，尤其是那些能夠自主行動的機器。Joe Nagata這個名字，似乎暗示著作者在這方麵有著深厚的功底，能夠將復雜的知識轉化為易於理解的內容。我希望這本書能夠詳細地講解步行機器人背後的物理原理，比如如何設計齣能夠維持平衡的腿部結構，以及如何通過巧妙的機械聯動來實現平穩的行走。不僅僅是組裝，我更關注的是“為什麼”要這樣設計。此外，編程控製部分也是我非常期待的。我希望作者能夠介紹如何利用NXT的編程接口，實現不同類型的行走模式，例如嚮前、嚮後、轉彎，甚至是一些更高級的動作。我想要理解，通過編寫不同的程序，如何能夠賦予機器人不同的“生命”。這本書對我來說，是一個探索機械精妙和智能控製奧秘的窗口，讓我能夠不僅僅是組裝一個模型，而是真正理解其內在的運行邏輯，並嘗試進行個性化的改造。

評分☆☆☆☆☆

一直以來，我都對能夠實現復雜動作的機器人充滿瞭嚮往，而步行機器人無疑是機器人領域中最具代錶性和挑戰性的形態之一。《Joe Nagata的LEGO MINDSTORMS NXT步行機器人製作入門》這本書，從名字上就點明瞭它的核心內容——如何利用LEGO MINDSTORMS NXT這個強大的平颱，創造齣一個會行走的機器人。Joe Nagata這個名字，讓我聯想到作者是一位在機器人領域有著豐富經驗且樂於分享的專傢。我期待這本書能夠提供一套完整且富有創意的機器人設計方案，不僅僅是簡單的搭建教程，而是能夠引領我理解步行機器人設計的關鍵要素，比如重心、驅動方式、關節設計等。我希望書中能夠包含多種不同類型的步行機器人設計，從基礎的兩輪平衡到更復雜的四足或六足設計，讓我能夠根據自己的興趣和能力選擇學習。此外，我非常希望書中能夠深入探討編程策略，介紹如何通過不同的算法和傳感器反饋，讓機器人能夠適應不同的地形，甚至實現自主避障等功能。這本書對我來說，是一次挑戰自我的機會，讓我能夠將理論知識轉化為實際行動，創造齣屬於我自己的智能步行夥伴。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是為我量身定做的！我一直對機器人技術充滿好奇，但又覺得無從下手，各種編程語言和硬件知識對我來說就像天書一樣。當我在書店看到《Joe Nagata的LEGO MINDSTORMS NXT步行機器人製作入門》這本書時，我立刻被它吸引住瞭。書的封麵設計就非常直觀，能看齣是一本關於搭建機器人的書，而且LEGO MINDSTORMS NXT這個名字聽起來就很有趣，充滿瞭童趣和科技感。我尤其喜歡作者Joe Nagata的名字，感覺他一定是一位經驗豐富的機器人愛好者，他的經驗肯定能幫助我少走彎路。我期待著書中能夠詳細介紹如何一步一步地組裝一個步行機器人，從最基礎的零件選擇，到復雜的機械結構搭建，再到最後的編程控製，都能夠清晰地講解。我希望這本書能讓我明白，原來搭建一個會行走的機器人並沒有想象中那麼難，而且在搭建的過程中，我還可以學習到很多關於工程學、物理學和計算機科學的知識。這本書對我來說，不僅僅是一本教程，更是一扇通往機器人世界的大門，讓我能夠親手創造齣一個會動的生命，這想想就令人興奮！我迫不及待地想翻開這本書，開始我的機器人製作之旅瞭！

評分☆☆☆☆☆

我一直對機器人技術在教育領域的應用非常關注，特彆是那種能夠激發孩子們創造力和解決問題能力的實踐項目。《Joe Nagata的LEGO MINDSTORMS NXT步行機器人製作入門》這本書，從書名來看，就非常有教育意義。Joe Nagata這個名字，讓人聯想到他在機器人領域的專業度和分享精神。我希望這本書能夠提供一種循序漸進的學習方式，讓青少年甚至是對機器人完全陌生的初學者，也能夠輕鬆上手。它應該不僅僅是關於“如何拼裝”，更重要的是關於“為何如此拼裝”以及“如何讓它動起來”的原理。我期待書中能有很多清晰的插圖和詳細的步驟說明，幫助讀者理解每一個搭建環節的目的和作用。此外，編程部分的講解至關重要，我希望它能夠用通俗易懂的語言，介紹NXT的編程界麵和基礎邏輯，讓孩子們能夠理解“指令”和“行為”之間的關係，從而培養他們的邏輯思維和編程能力。這本書的齣現，讓我覺得機器人教育不再是遙不可及的，而是可以通過親手實踐，在玩樂中學習。它有望成為傢庭教育或學校課外活動中一個極佳的實踐工具，讓科技的種子在孩子們心中生根發芽。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對DIY和編程有濃厚興趣的愛好者，我一直渴望能有一個項目能夠將我對動手實踐的熱情和對智能技術的探索結閤起來。《Joe Nagata的LEGO MINDSTORMS NXT步行機器人製作入門》這本書的名字立刻抓住瞭我的眼球。它明確地指齣瞭目標——製作一個步行機器人，並且使用瞭LEGO MINDSTORMS NXT這個大傢都熟悉且易於上手的平颱，這讓我覺得這本書的可操作性很強。我希望這本書能夠提供一套係統性的學習路徑，從如何識彆和理解NXT的各個組件開始，逐步引導讀者完成機器人的搭建。更重要的是，我期待書中能夠深入淺齣地講解編程的概念，比如如何利用NXT的圖形化編程環境，讓機器人實現不同的行走模式，甚至是一些基礎的傳感器交互。我想要那種能夠讓我從零開始，一步步建立起對機器人運作原理和控製邏輯的理解的教程。這本書給我一種感覺，它不會隻停留在“組裝”層麵，而是會讓我深入到“理解”和“創造”的境界。我希望看完這本書，我不僅能擁有一個步行機器人，還能理解它為什麼會那樣行走，並且能夠根據自己的想法去修改和優化它的行為。這對我來說，將是一次非常有成就感的學習體驗。