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第1章 欢迎机器人发明家 1
1.1 4门学科 1
1.2 自制机器人剖析 2
1.2.1 大脑 3
1.2.2 电力单元 4
1.2.3 传感器 6
1.2.4 动作及反馈 7
1.2.5 其他元件 9
1.2.6 机身 10
1.3 制作 10
1.3.1 循序渐进 11
1.3.2 模块制作 11
1.3.3 轻松快乐 12
1.3.4 寻求友爱和帮助 13
1.4 后续内容 13
第2章 获得工具和零件的途径 15
2.1 订阅免费信息 15
2.2 发现潜在信息 17
2.2.1 解读栏目的内容 17
2.2.2 清点商品目录的页数 17
2.2.3 价格比较 17
2.3 省钱 18
第3章 安全 20
3.1 从年龄和阅历中受益 20
3.2 遵循使用说明 20
3.3 戴上安全护目镜 21
3.4 穿戴其他安全服装 22
3.6 正确存放 23
3.7 饭前洗手 23
3.5 确保足够的通风 23
3.8 避开危险的化学元素 24
3.8.1 铅 24
3.8.2 汞 24
3.8.3 镉 26
3.9 触电 26
3.9.1 AC与DC 26
3.9.2 使用可充电电池和专业变压器 26
3.9.3 通过断路开关和GFCI插座连接 27
3.9.4 保留接地引脚 29
3.9.5 断开电源 29
3.12 照明 30
3.10 避开危险机器人 30
3.11 估计电机大小 30
3.13 好好休息并且保持头脑冷静 31
第4章 数字万用表 33
4.1 必备特性 33
4.1.1 数字式 33
4.1.2 位数 34
4.1.3 DC电压 34
4.1.4 DC电流 34
4.1.5 电阻 35
4.1.6 探针或引线 35
4.1.7 过载／保险丝保护 35
4.2.3 导通 36
4.2.2 二极管 36
4.2.1 电容 36
4.2 最好具备的特性 36
4.2.4 频率 37
4.2.5 与空度 37
4.2.6 自动改变量程 37
4.2.7 自动断电 39
4.2.8 晶体管 39
4.2.9 双显示 39
4.2.10 最大值 40
4.2.11 最小值 40
4.2.12 支架 40
4.3.2 RS-232／数据接口 41
4.3.1 电感 41
4.3 可选特性 41
4.3.3 示波器 42
4.3.4 背景灯 42
4.3.5 秒表／单脉冲宽度 42
4.3.6 温度 42
4.3.7 声音 42
4.3.8 计数 42
4.3.9 条形图 43
4.3.10 数据保持 43
4.3.11 数据自动保持 43
4.3.12 高／低逻辑电路 43
4.3.16 极值测试／比较 44
4.3.15 偏移量 44
4.3.17 机架或橡胶罩 44
4.3.14 相对模式 44
4.3.13 存储器 44
4.4 AC特性 45
4.4.1 AC电压 45
4.4.2 真值RMS 46
4.4.3 AC电流 46
4.5 获得弯钩探针适配器 46
4.6 基本的万用表广告对比 47
4.6.1 了解特惠型数字万用表的特性 47
4.6.2 了解具备计算机接口的万用表的特性 48
4.6.3 熟悉多功能高精度万用表的特性 50
4.6.4 不同特性商品的价格 52
4.7 没有万用表寸步难行 52
5.2 简化1000的乘幂 53
5.1 选择公制 53
第5章 数值和单位 53
5.2.1 M和m 55
5.2.2 希腊字母的替换 56
5.3 单位缩写 56
5.4 太小了 57
5.4.1 猜测遗漏的单位 57
5.4.2 从三位数字扩展开 58
5.4.3 把颜色转换为数字 58
5.4.4 利用万用表确定元件值 60
5.5 所涉及的基础内容 60
第6章 巡线机器人 63
6.1 定义路径状态 63
6.1.1 表面材料 63
6.1.2 路径照明 63
6.1.3 确定线路 63
6.1.4 选择线路标志材料 64
6.1.5 弯曲和交叉线路 65
6.1.6 总结路径状态 67
6.2 选择机器人尺寸 67
6.3 观察“三明治” 68
6.3.1 检测“三明治” 68
6.3.2 “三明治”的机身 75
6.4 制作 77
第7章 9V电池 78
7.1 测试电池电压 78
7.1.1 设置万用表用于电压测试 79
7.1.2 分析测试结果 80
7.2 9V电池的特性 81
7.3.2 碱性电池 83
7.3.1 镍氢电池 83
7.3 推荐可选用的9V电池 83
7.3.3 专用电池 84
7.3.4 不推荐使用的电池 84
7.4 电池品牌名称 85
7.5 给机器人使用9V电池 86
7.6 再接再厉 89
第8章 鳄鱼夹和测试线 90
8.1 今晚鳄鱼饿了 90
8.2 获得弯钩线夹 91
8.3 测试跳线 92
8.3.1 设置万用表用于导通测试 93
8.3.2 断开连接测试 94
8.3.3 短接测试 95
8.3.4 鳄鱼夹连接（短接）测试 96
8.4 查找意外的电气连接 97
8.5 用跳线进行探测 98
第9章 电阻 99
9.1 用电阻限制能量 99
9.2 获得一个电阻分类盒 100
9.3 理解尺寸大小和允许误差 101
9.4 裁剪电阻 102
9.5 电阻和欧姆 104
9.6 电阻的测试 104
9.6.1 解释万用表上显示的电阻值 105
9.6.2 体验电阻量程 105
9.7 分类和存储 107
9.8 不要受后续内容的诱惑 109
10.1.1 LED的尺寸 110
第10章 发光二极管 110
10.1 LED的特性 110
10.1.2 LED的形状 112
10.1.3 LED镜头分类 113
10.1.4 LED的观测角度 114
10.1.5 LED的颜色 115
10.1.6 LED的亮度 116
10.1.7 LED的效率 116
10.2 LED的截止 117
10.3 识别多色LED 118
10.3.1 双色 118
10.3.2 三色或三态 118
10.3.3 全色 119
10.4.1 设置万用表用于测试二极管 120
10.4 测试LED 120
10.4.2 解读LED的测试结果 121
10.5 多品种采购 123
10.6 照亮你的路 123
第11章 制作和测试一个电源指示电路11.1 元件明细列表 125
11.2 电路原理图 126
11.3 搭建电源指示电路 127
11.3.1 你看到光了吗？ 128
11.3.2 用电源指示电路做试验 128
11.4 理解每一个元件的作用 128
11.5 测量电源指示电路 129
11.5.1 测量电路里的电压 129
11.5.2 测试“某一点”的电压 131
11.5.3 测试元件的电压“降”或元件“两端”的电压 132
11.5.4 汇总电路电压 133
11.6 测量电流 134
11.6.1 计算电池寿命 136
11.6.2 不要采用探针插入电流端口测量电压 139
11.7 电路总结 139
第12章 无焊接样机开发 141
12.1 需要一个更好的方法 141
12.2 无焊接面包板 141
12.2.1 用孔连接 142
12.2.2 接线柱 146
12.2.3 选择面包板 147
12.3 无焊接面包板的导线 148
12.4 自制跳线 152
12.4.1 剥落导线末端的绝缘层 153
12.4.2 按给定尺寸截取导线长度 154
12.4.3 绕弯导线末端 155
12.5 连接 158
第13章 搭建无焊接面包板 159
13.1 考虑电源 159
13.1.1 准备9V电池快速连接器 160
13.1.2 把电源连到接线柱 161
13.2 选择一个电源开关 162
13.2.1 SPDT 163
13.2.2 把电源开关安装在面包板上 163
13.3 连接电源总线 164
13.3.1 万用表和跳线的配合 165
13.3.2 连接下总线 167
13.4 安装电源指示LED 168
13.3.3 中间断开 168
13.4.1 测试某点的电压 170
13.4.2 修剪导线 171
13.5 揭开机器人电源开关的秘密 171
13.6 更多准备 172
第14章 可变电阻 173
14.1 电位计 173
14.1.1 微调电位计 174
14.1.2 拧表盘 175
14.1.3 准备多种微调电位计 176
14.1.4 测试电位计 176
14.2 可调亮度的LED电路 178
14.3 亮度平衡电路 179
14.4 硫化镉光敏电阻 181
14.4.1 准备多种光敏电阻 182
14.5 光控电路 183
14.4.2 体验光敏电阻的阻值变化 183
14.6 平衡亮度传感电路 184
14.6.1 成对的亮度传感器 185
14.6.2 匹配光敏电阻 185
14.6.3 用于电阻平衡的微调电位计 186
14.6.4 限流电阻 187
14.6.5 测试点 187
14.6.6 用分压把电阻值变成电压值 190
14.6.7 建立平衡亮度传感电路 190
14.6.8 无法调平亮度传感电路 191
第15章 比较器 192
15.1 电压比较器 192
15.1.1 检查LM393 193
15.1.2 准备比较器 195
15.2 亮度比较电路 197
15.2.1 比较原理图和接线表 197
15.2.2 标注元件 198
15.2.3 绘制连接和断开的导线 198
15.2.4 理解亮度比较电路 198
15.2.5 亮度比较电路的元件列表 198
15.2.6 搭建亮度比较电路 199
15.3 添加车头灯 202
15.3.1 理解车头灯电路的两个LED 203
15.3.2 搭建车头灯电路 204
15.3.3 重复串联LED的技巧 205
15.4 简单整理一下思路 206
16.1 定义负电源 207
第16章 晶体管开关 207
16.1.1 聚焦2907A晶体管 208
16.2 用万用表测试双极型晶体管 210
16.2.1 用带有晶体管插座的万用表测量 210
16.2.2 用有二极管模式的万用表测试 212
16.3 双极型晶体管测试电路 214
16.3.1 检查PNP晶体管测试电路的原理图 214
16.3.2 搭建PNP晶体管测试电路 215
16.3.3 检查NPN型晶体管测试电路的原理图 216
16.3.4 搭建NPN晶体管测试电路 217
16.4 带有晶体管的亮度比较电路 218
16.4.1 计算晶体管的极限电流 218
16.4.2 搭建带有晶体管的亮度比较电路 220
16.5 总结PNP和NPN晶体管 220
17.1.1 铁芯永磁DC电刷电机的内部结构 223
第17章 DC电机 223
17.1 DC电机的工作原理 223
17.1.2 铁芯永磁DC无刷电机的内部结构 227
17.1.3 无铁芯永磁DC有刷电机的内部结构 229
17.2 简单的DC电机电路 230
17.2.1 为简单DC电机电路选择电机 230
17.2.2 选择简单DC电机电路的电池 231
17.2.3 搭建简单DC电机电路 232
17.3 DC电机的基本特性 233
17.3.1 DC电机的转速特性 233
17.3.2 DC电机的转矩特性 237
17.3.3 DC电机的电压特性 239
17.3.4 DC电机的电流特性 241
17.3.5 DC电机的效率 244
17.3.7 DC电机的电子噪声 245
17.3.6 DC电机的听觉噪声特性 245
17.3.8 DC电机的质量特性 246
17.3.9 DC电机的尺寸特性 246
17.3.10 总结DC电机的特性 246
17.4 DC齿轮减速电机 247
17.4.1 直齿轮减速电机的内部结构 248
17.4.2 齿轮齿数比 250
17.4.3 速度转换成转矩的缺点 252
17.4.4 齿轮减速电机的缺点 252
17.4.5 行星和直齿轮减速电机 252
17.4.6 选择齿轮减速电机 254
17.5 继续前进 254
18.1 选择齿轮减速电机 255
第18章 添加齿轮减速电机 255
18.1.1 准备齿轮减速电机 256
18.1.2 检查齿轮减速电机 257
18.2 在亮度比较电路上添加电机 259
18.2.1 二极管 259
18.2.2 在亮度比较电路上安装电机 261
18.3 完成电路 263
第19章 车轮 264
19.1 车轮结构 264
19.2 机器人车轮的特点 265
19.2.1 树脂充气轮胎 265
19.2.2 轮胎外形 266
19.2.3 轮胎的宽度 267
19.2.4 轮胎胎面设计 267
19.2.5 轮胎直径 268
19.2.6 机器人轮胎的选择 271
19.3 为“三明治”机器人选择车轮 272
19.3.1 确定最大或者最小尺寸 273
19.3.2 依据速度来决定最大尺寸 275
19.3.3 为“三明治”机器人选择车轮 275
19.3.4 “三明治”车轮的另外一种选择 276
19.4 清洗轮胎 278
19.5 让车轮转起来吧 280
第20章 联轴器 281
20.1 制作管子 281
20.1.1 选择铜管还是铝管 281
20.1.2 确定金属管的尺寸 282
20.2 测量、截取、制管 285
20.2.1 确定并标记管子长度 285
20.2.2 截取、制管 286
20.2.4 测试切削结果 289
20.2.3 打磨并完成切割 289
20.3 乐高十字轮轴 290
20.3.1 选择乐高十字轮轴的长度 290
20.3.2 准备乐高轮轴 292
20.4 粘接联轴器 293
20.4.1 脱胶 293
20.4.2 用环氧树脂 293
20.5 在联轴器上钻个螺纹孔 295
20.5.1 钻孔前先做标记 295
20.5.2 钻台 296
20.5.3 钻台用的老虎钳 297
20.5.4 开始钻孔 297
20.5.5 攻丝 298
20.6 欣赏一下联轴器 299
20.5.6 装上紧固螺丝 299
21.1 焊锡丝 302
第21章 焊接设备 302
21.2 助焊剂 303
21.3 烙铁 304
21.4 焊接架 305
21.5 焊接用海绵 306
21.6 “辅助手”工具 307
21.7 真空吸焊器 308
21.8 典型的焊接流程 309
21.9 准备焊接 310
22.1 连接电机和开关 311
22.1.1 连接电机 311
第22章 焊接和连线 311
22.1.2 把巡线开关连接起来 327
22.1.3 连接LED套管电路 332
22.1.4 完成工作 334
22.2 焊接经验 334
第23章 母板 335
23.1 巡线电路 335
23.1.1 点对点焊接与印刷电路板 337
23.1.2 点对点焊接巡线电路 338
23.2 测试机器人电路 347
23.2.1 低电阻电路的危险 347
23.2.2 检查未焊接的引脚 348
23.2.3 检查所有直连到电源正极的引脚 348
23.2.4 测量整个电路的阻抗 348
23.2.6 重新加热焊点 350
23.2.5 测量电压降 350
23.3 屏住呼吸 351
第24章 车体制作 352
24.1 着手做机器人车体 352
24.1.1 构图 352
24.1.2 构思，然后按照适用元件的限制再修订 353
24.1.3 设计车体 353
24.1.4 采用预制平台 355
24.2 改造“三明治”的容器 357
24.2.1 钻电机孔 357
24.2.2 装配电机 361
24.2.3 制作电机套管 364
24.2.4 安装电机和套管 369
24.2.5 做开关和电池固定支架 369
24.2.6 安装电路板 372
24.2.7 为微调电位计钻孔 377
24.2.8 在容器盖子上切个窗口 378
24.2.9 完成接触 378
24.3 准备动起来 379
第25章 试运行巡线机器人 380
25.1 校正并拧紧 380
25.1.1 初步测试 380
25.1.2 试运行——巡一条直线 385
25.1.3 校正常见的问题 385
25.1.4 机器人是直线行进的吗？ 389
25.2 处女航 391
25.3 提高潜在性能 392
25.3.1 电池的反接保护 393
25.3.2 用电容消除电涌 393
25.3.3 改善巡线能力 394
25.4 最后的谢幕 396
第26章 再次登台 397
26.1 机器人组件 397
26.1.1 逻辑芯片 397
26.1.2 微控制器 398
26.1.3 稳压器 400
26.1.4 电容 402
26.1.5 太阳能 403
26.1.6 电阻网络 405
26.1.7 按钮 405
26.1.8 DIP关 406
26.1.9 跳接器和短路块 407
26.1.10 倾斜传感器 408
26.1.12 接触传感器 409
26.1.11 温度传感器 409
26.1.13 物体探测和红外遥控 410
26.1.14 距离和目标传感器 411
26.1.15 振荡器和晶体 412
26.1.16 声音 413
26.1.17 继电器 414
26.1.18 添加齿轮 415
26.1.19 舵机 417
26.1.20 编码器 417
26.1.21 显示屏 418
26.1.22 无线数据传送和控制 419
26.2 挑战每一天 420
26.2.1 给室内植物浇水的机器人 420
26.2.5 屋顶老鼠 421
26.2.4 擦窗机器人 421
26.2.2 自动堆肥车 421
26.2.3 垃圾倾倒器 421
26.2.6 微型扫雪机 422
26.2.7 鼻涕虫碾碎机 422
26.2.8 自动街道邮箱 422
26.3 竞赛 422
26.3.1 全世界的相扑机器人 423
26.3.2 三人组的大学机器人灭火比赛 424
26.3.3 亚特兰大机器人吸尘器比赛 424
26.3.4 西雅图机器人协会的机器人聚会 424
26.3.5 达拉斯个人机器人小组——Roborama 425
26.3.6 伊利诺斯州机器人技术俱乐部 425
2 6.4 广阔的机器人世界 425
27.1 魔术般的欧姆定律 426
第27章 附录 426
27.1.1 欧姆定律有助于选择限流电阻 427
27.1.2 通过电压来确定电流 427
27.1.3 欧姆定律的关键 428
27.1.4 欧姆定律最根本的含义 428
27.2 在我写书时偶然损坏的元件 428
27.2.1 怎样安装9V电池 428
27.2.2 把开关熔断 429
27.2.3 万用表保险丝爆裂 430
27.2.4 第二次犯错 432
27.3 电压的实际名称 432
27.3.1 地，不是负极电压 432
27.3.2 V的含义 432