机器人制作初学指南 第3版PDF电子书下载

第1章 欢迎机器人发明家 1

四门学科 1

什么是自制机器人 1

大脑 2

电源 3

传感器 4

动作和反馈 5

其他元器件 6

身体 6

搭建 7

循序渐进 7

制作模块 7

乐趣第一，不怕失败 7

寻找同好，获得帮助 8

不断进取 8

第2章 如何购买材料和工具 10

获取免费信息 10

发现有价值的信息 11

善用对比 11

零件统计 11

比较价格 12

怎么省钱 12

第3章 安全常识 14

年龄和经验的重要性 14

详细说明 14

会看化学品标签 15

佩戴护目镜 15

保管护目镜的方法 15

穿着安全服 15

确保通风良好 16

正确储存 16

让周围的人了解你的工作 16

饭前洗手 16

远离有害元素 16

铅 17

水银 17

镉 18

购买带有RoHS标志的安全产品 18

电击 18

AC和DC的区别 18

使用可充电电池和专用变压器 19

使用空气开关和带漏电保护的插座 19

保留地线 20

不带电工作 20

不要制作危险的机器人 20

控制好电机尺寸 21

照明 21

注意休息，做好计划 21

第4章 数字万用表 22

必备功能 22

数字显示 22

位数 23

直流电压 23

直流电流 23

电阻 23

表笔或探针 23

过载/熔丝保护 24

附加功能 24

电容 24

二极管 24

连通性 24

频率 24

占空比 25

自动量程 25

自动关机 25

晶体管 25

双显 26

最大值 26

最小值 26

支架 26

可选功能 26

电感 26

数据接口 27

示波器 27

背光 27

秒表/单脉冲宽度 27

温度 27

声音 28

计数器 28

条形图 28

数据保持 28

数据自动 28

高/低/逻辑 28

记忆 29

相对 29

偏差 29

限定测试/比较 29

皮套或橡胶套 29

AC功能 29

交流电压 29

真有效值 30

交流电流 30

购买挂钩探针 30

万用表对比参考 30

了解低档万用表的功能 31

了解中档万用表的功能 32

了解高档万用表的功能 33

功能和价格的对比 34

尝试其他的万用表 34

先准备好万用表再工作 34

第5章 计量单位 35

选择度量衡 35

千进制计数法 35

大M和小m 36

希腊字母μ的替换 37

单位缩写 37

信息有限怎么办 38

判断单位 38

扩展第三位 38

颜色和数字的转换 39

用万用表测量元器件值 40

基础知识总结 40

第6章 循线机器人 41

明确试验环境 41

路面材质 41

光照条件 42

确定路线 42

弧线和交叉线 43

试验环境的总体要求 44

确定机器人的尺寸 44

认识Sandwich 44

Sandwich的结构 45

Sandwich的身体 49

购买套件 50

搭建 50

第7章 9V电池 51

测量电池电压 51

设置万用表的电压测量挡 51

分析测量结果 52

9V电池的特性 53

9V电池推荐 54

推荐 54

不建议使用的电池 56

电池品牌 57

给机器人用上9V电池 58

安装电池 58

继续前进 59

第8章 鳄鱼夹子和探针 60

鳄鱼夹子 60

购买钩夹 60

跳线的测试 61

万用表的连通性测试挡 61

开路测试 62

短路测试 63

测试鳄鱼夹子跳线（短路） 63

查找无效连接 64

跳线连接 64

第9章 电阻 65

用电阻限制功耗 65

购买电阻包 65

熟悉电阻的大小和误差 66

剪脚 66

购买剪线工具 67

电阻和欧姆 67

测量电阻 68

查看万用表上显示的阻值 68

体验阻值范围 69

在线查找电阻值 69

标记和储存 70

购买元器件收纳盒 70

不要操之过急 71

第10章 LED 72

了解LED的特性 72

LED的尺寸 72

LED的形状 73

LED的镜头透明度 74

LED的可视角 74

LED的颜色 75

LED的亮度 76

LED的效率 76

超近距离观察LED 77

认识多色LED 78

双色LED 78

三色或三态LED 78

全彩LED 78

测试LED 79

设定万用表的二极管模式 79

分析LED测试结果 79

元器件混装包 81

点灯上路 82

第11章 供电 83

什么是元器件列表 83

元器件组装前的测试 83

查看电路图 84

电源指示电路 84

看见亮光了吗？ 85

测试电源指示电路 85

熟悉每个元器件的功能 86

测量电源指示电路 86

测量在线电压 86

测量电流 89

计算电池寿命 90

不要把表笔插在电流端子上测量电压 92

电路总结 93

第12章 免焊测试 94

寻求一种更好的方法 94

免焊面包板 94

用插孔实现连接 95

接线柱 97

怎么挑选面包板 98

免焊面包板的配套连线 99

跳线的选择 100

自制跳线 101

剥去导线两端的绝缘外皮 102

按长度切割导线 102

弯曲导线末端 102

建立连接 104

第13章 设置免焊电路板 105

电源的设计 105

购买9V电池连接器 105

把电源连接到接线柱 106

挑选电源开关 106

SPDT的含义 107

把开关安装到面包板 107

连接电源总线 108

用跳线扩展万用表表笔功能 108

连接下方总线 109

跨接中间的断点 109

安装LED电源指示器 109

测量接点电压 110

元器件剪脚 110

机器人的电源开关 110

准备向下进行 111

第14章 可变电阻 112

电位器 112

微调电位器 112

调节度盘 113

电位器的购买 113

电位器的测量 114

LED亮度调节电路 115

搭建LED亮度调节电路 116

亮度平衡电路 116

搭建LED亮度平衡电路 117

硫化镉光敏电阻 117

光敏电阻的购买 117

测量光敏电阻的阻值变化范围 118

光控电路 118

亮度传感平衡电路 119

亮度传感平衡电路元器件列表 120

亮度传感对管 120

光敏电阻的配对 120

阻抗平衡电位器 121

限流电阻 121

测试点 122

用分压器实现电阻和电压的转换 124

搭建亮度传感平衡电路 125

亮度传感电路的平衡调整 125

第15章 比较器 126

电压比较器 126

认识LM393 126

比较器的购买 129

亮度比较电路 129

电路图和接线图的对比 129

元器件编号 130

绘制连线和交叉线 130

认识亮度比较电路 131

亮度比较电路的元器件列表 131

搭建亮度比较电路 131

增加光源 134

认识双LED光源电路 134

搭建光源电路 135

再次使用多个LED 136

欣赏简约之美 137

第16章 晶体管开关 138

负电源的定义 138

认识2907A晶体管 139

用万用表测试双极型晶体管 140

使用万用表的晶体管测试功能 140

使用万用表的二极管测试挡 142

双极型晶体管测试电路 143

PNP型晶体管的测试电路图 143

搭建PNP型晶体管测试电路 145

NPN型晶体管的测试电路图 146

搭建NPN型晶体管测试电路 147

带有晶体管的亮度比较电路 147

计算晶体管的电流 147

搭建带有晶体管的亮度比较电路 149

PNP型和NPN型晶体管的总结 150

第17章 直流电机 151

直流电机的工作原理 151

铁芯永磁直流有刷电机的内部结构 151

带有铁芯的永磁直流无刷电机的内部结构 154

没有铁芯的永磁直流有刷电机 155

简易直流电机电路 156

简易直流电机电路对电机的要求 156

简易直流电机电路对电池的要求 156

搭建简易电机电路 157

直流电机的主要特性 157

直流电机的转速特性 158

直流电机的转矩特性 160

直流电机的电压特性 162

直流电机的电流特性 163

直流电机的效率特性 166

直流电机的可闻噪声 167

直流电机的电噪声特性 167

直流电机的质量 168

直流电机的尺寸 168

总结直流电机的特点 168

直流齿轮电机 169

直流正齿轮电机的内部结构 169

认识齿轮的比 170

转速和转矩的转化关系 172

齿轮箱的缺点 172

行星齿轮电机和正齿轮电机的区别 173

怎么选择齿轮减速电机 173

继续进行 174

第18章 安装减速电机 175

选择减速电机 175

购买减速电机 175

齿轮减速电机的结构 176

测量实际电流（平均值） 178

在亮度比较电路中加入电机 178

认识二极管 179

给亮度比较电路安装电机 180

电子部分大功告成 181

第19章 车轮 182

车轮的构造 182

机器人车轮的特点 182

充气轮胎 182

轮胎形状 183

轮胎宽度 184

胎面花纹 184

轮胎直径 185

选择机器人车轮 186

为Sandwich挑选车轮 187

确定最小直径和最大直径 187

根据速度确定车轮的最大直径 188

我为Sandwich挑选的车轮 188

Sandwich车轮的其他选择 190

轮胎的清洁 191

轮式驱动 192

第20章 轴连接器 193

供选方案 193

用金属加工设备制作轴连接器 194

打印版轴连接器 194

管材 194

铜管和铝管的选择 194

管材尺寸的测量和购买 195

管材的测量和切割 196

确定和标记管材长度 196

切割管材 196

切割后的打磨 198

切割件的测试 198

乐高十字轴 199

确定乐高十字轴的长度 199

购买乐高十字轴 200

车轴与轴连接器的粘合 200

脱胶 200

使用环氧树脂 201

给轴连接器增加一个固定螺丝 202

标记固定螺丝孔 202

钻床 202

钻床台钳 203

钻固定螺丝孔 203

攻固定螺丝孔 203

安装螺丝钉 203

轴连接器的使用感受 204

第21章 焊接设备 205

焊锡 205

助焊剂 206

电烙铁 206

烙铁架 207

焊接海绵 207

辅助工具 208

真空除锡工具 209

典型焊接步骤 209

准备焊接 210

第22章 焊接和连线 211

电机和开关组件 211

电机组件 211

组装循线模式选择开关 220

组装套管LED电路 224

完成组装 225

焊接经验 226

第23章 主控板 227

循线电路 227

调整优化 229

点对点焊接与印制电路板的比较 230

点对点焊接循线电路 231

测试机器人的电路 237

低电阻电路的危险性 237

检查管脚漏焊 237

检查连接到正极总线的管脚 237

测量整个电路的电阻 238

测量电压降 239

焊点的补焊 239

屏住呼吸 240

第24章 结构搭建 241

构思机器人的身体 241

运用概念式设计 241

根据零件实物进行设计 241

设计个性化的身体 242

3D打印 243

使用预制平台 243

改造Sandwich容器 244

加工电机孔 244

安装电机 247

制作电机套管 248

把电机装入套管 251

安装开关和电池支架 251

安装电路板 253

加工电位器调节孔 255

在容器盖子上磨出一个窗口 255

收尾工作 256

准备运行 256

第25章 启动循线机器人 257

优化调整 257

初步检查 257

试运行：跟随一条直线 260

纠正常见问题 261

机器人是否走直线？ 264

首次上路 266

解决转向问题 266

循线机器人的改进措施 267

防止电池反接 267

用电容器消除浪涌电流 268

提高循线性能 269

完美谢幕 270

第26章 更灵活、更轻巧、更便宜 272

优化传感器电路 272

降低光电传感器的电阻 273

直线行驶 273

继续修改或彻底更新？ 274

降低成本改善性能 274

缩小尺寸 275

增加功能 277

降低成本 278

不断提高 279

第27章 增补内容 280

机器人的元器件 280

逻辑芯片 280

微控制器 281

电源稳压器 282

电容器 283

太阳能电池 284

网络电阻 285

按钮 285

DIP开关 286

跳线和短路块 286

倾斜传感器 287

温度传感器 287

触摸传感器 288

目标检测与红外遥控 288

距离检测传感器 289

石英晶体振荡器 289

声音 289

继电器 290

附加齿轮 290

舵机 291

编码器——检测车轮转速 291

显示器 292

无线数控 292

日常挑战 293

室内植物浇水机器人 293

堆肥车 293

垃圾车 293

洗窗机器人 294

屋顶鼠 294

微型扫雪机 294

压路机 294

自动信报箱 294

竞赛 295

风靡世界的机器人相扑 295

三一学院的消防竞赛 295

亚特兰大机器人吸尘竞赛 296

西雅图机器人协会的Robothon 296

达拉斯个人机器人团队Roborama 296

伊利诺斯州中部机器人俱乐部 296

芝加哥地区的机器人俱乐部（Chibots） 297

无限可能性 297

附录A 298

神奇的欧姆定律 298

用欧姆定律选择限流电阻 299

通过电压判断电流 299

欧姆定律的要点 300

欧姆定律产生的效果 300

这本书的“战损” 300

9V电池该怎么安装？ 300

开关烧融 301

万用表烧保险丝 302

失败不可避免 302

电压的叫法 302

地和负电压的区别 303

V加双字符 303

附录B 304

认识3D打印 304

容易实现 305

显著改善 305

打印电机轴连接器 305

设计模型 306

准备打印 307

3D打印 307

完成后的轴连接器 308

3D打印版车轮 308

刷胎面胶 309

复合式车轮 309

设计机器人的身体 310

机盖 311

尝试自己动手 311