樂高EV3機器人搭建與編程 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

[美] Marziah Karch 卡奇 著，真帥，田遠帆，蔣知睿，劉昊熠 譯

圖書標籤:

• 樂高EV3
• 機器人
• 搭建
• 編程
• STEM教育
• 青少年
• 科技
• 動手實踐
• 教育
• 機器人技術

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115416827

版次：1

商品編碼：11918495

品牌：異步圖書

包裝：平裝

開本：小16開

齣版時間：2016-04-01

用紙：銅版紙

頁數：316

正文語種：中文

編輯推薦

　　樂高EV3機器人是一種無需使用計算機就可進行編程的高級創意玩具，能夠通過編程實現很多酷炫的設計，非常有助於青少年的思維拓展，同時也可以作為成年人的玩具。本書就是一本幫助讀者學會搭建樂高EV3機器人並能夠通過一係列的編程實現各種酷炫功能的超強指南。

內容簡介

　　EV3是樂高公司開發的第三代MINDSTORMS機器人，它無需計算機也可實現編程，遠遠超齣瞭人們對傳統玩具的期待，成為少兒和成人皆宜的高級創意玩具。

　　本書介紹瞭EV3機器人相關的搭建與編程知識，包含12章和一個附錄。本書從EV3的開箱、配件介紹開始，介紹瞭EV3與NXT的不同、機器人的搭建、機器人的改造，並為EV3編寫巡綫程序、地闆清潔程序、撲剋魔術程序等，同時還從菊鏈項目和擴展玩法等多個方麵介紹EV3的強大功能。附錄部分還對EV3中涉及的各類名詞給齣詳細的解釋。

　　本書為全彩印刷，內容豐富且易學易會。書中所介紹的知識非常適閤中小學生課外拓展學習，也適閤對LEGO産品感興趣的讀者參考閱讀。

作者簡介

　　Marziah Karch，熱衷於嚮初學者講解新的高科技設備和復雜的技術。她為《連綫》雜誌和About.com 網站撰寫文章，是極客媽媽（Geekmom）網站的知名專欄編輯和知名博主，並齣版過多本圖書。她還擁有10 年以上的科技教育工作經驗，曾在JohnsonCounty Community College 任高級教育技術專傢，並教授互動媒體開發課程。

目錄

第1章　盒子裏有什麼 1
1．1　打開MINDSTORMS EV3包裝盒 2
1．2　LEGO係列産品 5
1．2．1　LEGO得寶積木 5
1．2．2　LEGO標準積木 5
1．2．3　LEGO科技積木 5
1．3　LEGO單位 6
1．3．1　梁 7
1．3．2　帶角度的梁 8
1．3．3　框架梁 10
1．3．4　銷 10
1．3．5　軸 13
1．3．6　軸套 13
1．3．7　軸連器 14
1．3．8　球窩接頭 15
1．3．9　齒輪 17
1．4　特殊的部件 21
1．4．1　翼形部件 21
1．4．2　長釘 22
1．4．3　其他的裝飾零件 23
1．5　主控器和電池 24
1．5．1　EV3智能磚 24
1．5．2　伺服電機 27
1．5．3　傳感器 28
1．5．4　數據綫 30
1．6　小結 32
第2章　LEGO教育版盒子裏有什麼 33
2．1　零件儲存箱 33
2．2　顔色設計 35
2．3　球頭萬嚮輪 37
2．4　坦剋履帶 38
2．5　可循環充電鋰電池 39
2．6　傳感器 40
2．6．1　觸動傳感器 40
2．6．2　陀螺儀傳感器 41
2．6．3　超聲波傳感器 41
2．7　齒輪 42
2．8　拓展配件箱 44
2．8．1　額外的輪子 45
2．8．2　額外的橫梁框架 46
2．8．3　齒輪和接口 49
2．8．4　坦剋防滑墊 54
2．8．5　翼形部件和其他裝飾零件 55
2．9　小結 58
第3章　比較EV3和NXT 59
3．1　NXT與NXT2．0以及EV3 59
3．2　磚 61
3．2．1　傳感器和電機的連接 62
3．2．2　側麵 64
3．2．3　編程 65
3．3　高級和可供選擇的編程軟件包 66
3．4　零件兼容性 67
3．4．1　傳感器 68
3．4．2　電機 68
3．4．3　電池 68
3．5　小結 69
第4章　搭建第一個機器人 71
4．1　下載搭建圖 71
4．2　EV3入門機器人 72
4．2．1　Track3r 73
4．2．2　R3ptar 78
4．2．3　Spik3r 80
4．2．4　Ev3rstorm 83
4．2．5　Gripp3r 87
4．2．6　更多的機器人 90
4．3　小結 91
第5章　搭建LEGO教育版機器人 93
5．1　教育版運載車 94
5．2　陀螺男孩 96
5．3　顔色分揀機 98
5．4　小狗 99
5．5　臂 99
5．6　擴展模型 100
5．6．1　大象 101
5．6．2　坦剋機器人 101
5．6．3　Znap 102
5．6．4　遠距離控製器 102
5．6．5　爬樓梯機器人 104
5．6．6　陀螺工廠 105
5．7　小結 106
第6章　改造成品 107
6．1　項目1：汽車 107
6．1．1　測試 112
6．1．2　發現並解決問題和瑕疵 113
6．2　項目2：改造坦剋 114
6．3　項目3：改造教學機器人 117
6．3．1　修改設計 119
6．3．2　球頭萬嚮輪的替代品 120
6．4　小結 125
第7章　編寫第一個EV3程序 127
7．1　關於LEGO教育版軟件 127
7．2　入門 128
7．2．1　在大廳中導航 128
7．2．2　新建一個項目 130
7．3　瞭解編程畫布 131
7．3．1　程序列錶 133
7．3．2　選擇或平移 133
7．3．3　注釋 133
7．3．4　保存、撤銷與重做 134
7．3．5　縮放 134
7．3．6　內容編輯器 134
7．3．7　編程畫布、模塊和調色闆 135
7．3．8　連接區 137
7．4　編寫第一個程序 137
7．4．1　流程圖 138
7．4．2　將塊拖入編程畫布 139
7．4．3　更改模式 140
7．4．4　檢查端口 142
7．4．5　使機器人移動 142
7．4．6　將EV3連接到電腦 146
7．4．7　決策及使用循環 149
7．4．8　保存修改 154
7．5　替換程序 154
7．6　小結 155
第8章　更多的機器人編程：巡綫機器人 157
8．1　什麼是程序 157
8．2　項目：循綫機器人 159
8．3　入門 160
8．3．1　製作自己的測試軌道 161
8．3．2　關於指令 161
8．3．3　尋找方嚮 163
8．3．4　校準傳感器 164
8．4　編寫程序 167
8．4．1　創建新變量 167
8．4．2　使用變量計算 172
8．4．3　通過反饋來改良程序 175
8．4．4　為你的程序除錯 178
8．4．5　增加一個倒計時 181
8．4．6　使用循環來使機器人循綫 183
8．4．7　增加分支來轉嚮 185
8．5　創建自定義模塊 188
8．6　記錄下自己的工作 190
8．7　小結 191
第9章　地闆清潔機器人 193
9．1　製作一個避障機器人 193
9．1．1　激活觸動傳感器 195
9．1．2　增加避障程序 196
9．1．3　測試自己的機器人 198
9．1．4　在角落導航 200
9．1．5　增加一點隨機性 200
9．1．6　使用教育版的超聲波傳感器 202
9．2　使用紅外綫遙控器控製機器人 205
9．2．1　為遙控器編程 206
9．2．2　創建多綫程程序 210
9．3　增加清潔地闆功能 214
9．3．1　搭建拖把頭的裝配 215
9．3．2　調整傳感器的裝配 218
9．3．3　建立地闆清潔程序 221
9．4　小結 224
第10章　神奇的彩色撲剋魔術 225
10．1　頭腦風暴與機器人搭建 226
10．1．1　搭建一個平颱 228
10．1．2　提升機器人基座 232
10．1．3　搭建輪胎傳送結構 233
10．1．4　檢測這個裝置 234
10．1．5　安裝智能磚 234
10．1．6　控製紙牌 236
10．2　校準顔色傳感器 241
10．3　編寫程序 244
10．3．1　檢測顔色 245
10．3．2　播放聲音 247
10．3．3　加入電機模塊 248
10．4　小結 249
第11章　菊鏈項目 251
11．1　菊鏈測試 251
11．1．1　為你的智能磚編號 252
11．1．2　為測試編程 255
11．2　搭建一個菊鏈機器車 257
11．2．1　安裝輪子 257
11．2．2　為機器人編程 265
11．2．3　增加一個遠程控製係統 267
11．2．4　增加避障程序 275
11．3　機器人之間的通信 277
11．4　添加“魔術師”的魔法 277
11．4．1　對發送程序進行配置 278
11．4．2　對接收程序進行配置 280
11．4．3　啓動“魔法” 281
11．5　小結 282
第12章　擴展玩法 283
12．1　安裝leJOS 283
12．1．1　準備好你的開發環境 284
12．1．2　裝載SD卡 286
12．1．3　使用LeJOS 289
12．2　社區創建的模型 290
12．2．1　DINOR3X 291
12．2．2　EL3CTRIC GUITAR 292
12．2．3　EV3D4 292
12．2．4　EV3MEG 293
12．2．5　MR B3AM 294
12．2．6　KRAZ3 294
12．2．7　RAC3R 295
12．2．8　EV3GAME 296
12．2．9　WACK3M 297
12．2．10　BANNER PRINT3R 297
12．2．11　找到更多社區 298
12．3　獲取額外的樂高配件 299
12．3．1　Tetrix 299
12．3．2　K’nex 299
12．3．3　Erector Sets 299
12．3．4　3D打印機 300
12．4　機器人大賽 300
12．4．1　第一LEGO機器人聯賽 300
12．4．2　國際奧林匹剋機器人大賽 300
12．4．3　4-H 301
12．5　裝飾你的EV3 301
12．6　小結 302
附錄　名詞解釋 303

前言/序言

《樂高EV3機器人搭建與編程》—— 開啓你的創意與智慧之旅 這是一本為你量身打造的，關於如何將想象力化為現實，用樂高積木和EV3智能磚塊構建獨一無二的機器人，並賦予它們生命的指南。我們不隻關注“是什麼”，更深挖“為什麼”和“怎麼做”，引導你逐步探索機器人的奇妙世界，培養解決問題的能力，激發無限的創造潛能。 本書的核心理念：玩中學，學中創 我們堅信，學習最有效的方式莫過於在樂趣中進行。本書以搭建和編程為兩條主綫，循序漸進地引導你從零開始，掌握構建和控製樂高EV3機器人的基本技能。每一章都圍繞著一個清晰的學習目標展開，通過生動有趣的實例，讓你在動手實踐中理解抽象的機械原理和編程邏輯。我們摒棄枯燥的說教，取而代之的是充滿挑戰性的項目，讓你在解決實際問題的過程中，潛移默化地提升自己的動手能力、邏輯思維能力和創新能力。 內容概覽：從基礎到進階，全麵覆蓋 第一部分：走進EV3的世界——認識你的機器人夥伴 Chapter 1: EV3初體驗——認識你的智能磚塊與傳感器 核心內容： 詳細介紹樂高Mindstorms EV3智能磚塊的硬件構成、接口功能、基本操作以及電源管理。我們會帶你認識EV3自帶的各種傳感器，包括觸碰傳感器、顔色傳感器、陀螺儀傳感器、超聲波傳感器等，並講解它們的工作原理和在機器人中的作用。 實踐指導： 學習如何連接傳感器到智能磚塊，以及如何通過屏幕顯示傳感器數值，初步感受傳感器帶來的互動性。 拓展思考： 傳感器如何模擬人類的感官？不同傳感器組閤能夠實現哪些更復雜的感知功能？ Chapter 2: 機械搭建的奧秘——基礎結構與傳動係統 核心內容： 深入講解樂高Technic係列的連接件、梁、齒輪、軸等基本搭建元素。我們將從最基礎的框架搭建開始，逐步介紹如何構建穩定、牢固的機器人主體。重點講解各種齒輪組的組閤方式（直齒、錐齒、行星齒輪等），以及它們如何影響機器人的速度、扭矩和運動方嚮。 實踐指導： 引導你搭建簡單的行走底盤、轉嚮機構、升降平颱等基礎模塊，理解傳動比對機器人運動性能的影響。 拓展思考： 為什麼不同的齒輪組閤會産生不同的效果？如何根據實際需求設計最閤適的傳動係統？ Chapter 3: EV3馬達的力量——動力源的控製與應用 核心內容： 詳細講解EV3大、中兩種尺寸馬達的特性、工作模式（轉動、角度控製）以及連接方式。我們將深入探討如何通過智能磚塊精確控製馬達的轉速、轉動方嚮和停止位置。 實踐指導： 搭建具有驅動功能的機器人，學習如何讓機器人嚮前、嚮後、轉彎。嘗試利用角度控製實現精確的移動和動作。 拓展思考： 馬達的功率和速度如何影響機器人的性能？如何利用馬達的組閤實現更復雜的動作？ 第二部分：EV3編程的藝術——從指令到智能 Chapter 4: EV3編程軟件入門——可視化編程的魅力 核心內容： 全麵介紹樂高Mindstorms EV3 PC版和Mac版編程軟件的使用界麵、基本操作和核心功能。我們將從最簡單的“運行”、“停止”、“等待”等指令開始，讓你熟悉拖拽式編程的邏輯。 實踐指導： 學習如何將程序下載到智能磚塊，並讓機器人執行簡單的指令序列。 拓展思考： 可視化編程與傳統代碼編程有何異同？為什麼它更適閤初學者？ Chapter 5: 流程控製——讓你的機器人“思考” 核心內容： 深入講解編程中的流程控製語句，包括順序結構、選擇結構（If/Else）和循環結構（Loop）。通過這些結構，你可以讓機器人根據不同的情況做齣不同的反應，實現更智能的行為。 實踐指導： 編寫程序讓機器人遇到障礙物時停止或轉彎；讓機器人按照設定好的路綫重復行走；讓機器人根據顔色傳感器檢測到的顔色做齣不同的響應。 拓展思考： 為什麼選擇結構和循環結構是編程的基石？如何設計復雜的邏輯來解決更棘手的問題？ Chapter 6: 傳感器編程——賦予機器人感知能力 核心內容： 重點講解如何利用各種傳感器的數據來控製機器人的行為。我們將詳細演示如何讀取觸碰傳感器的狀態、顔色傳感器的顔色值、陀螺儀傳感器的角度等，並將這些數據用於程序的判斷和決策。 實踐指導： 製作一個能夠避開障礙物的機器人；設計一個能夠跟隨黑綫的機器人；創建一個能夠檢測並計數不同顔色物體的機器人。 拓展思考： 如何校準傳感器以獲得更準確的數據？如何融閤多個傳感器的數據來實現更高級的感知？ Chapter 7: 馬達編程的進階——精確控製與協同工作 核心內容： 深入講解馬達的更高級控製技巧，包括PID控製（比例-積分-微分）的概念及其在EV3編程中的應用（雖然EV3自帶功能可能有限，但我們會講解其基本原理和如何模擬）。學習如何讓兩個馬達協同工作，實現平穩的直綫運動和精確的轉嚮。 實踐指導： 編寫程序實現機器人的定點轉嚮；讓機器人沿著完美的圓形軌跡運動；設計能夠抓取和搬運物體的機器人手臂。 拓展思考： 為什麼在某些場景下需要更精確的馬達控製？如何通過編程優化機器人的運動性能？ 第三部分：創意項目實踐——將所學應用於挑戰 Chapter 8: 自動化挑戰——設計一個自動分揀機器人 核心內容： 結閤之前學到的所有知識，設計一個能夠識彆、抓取並按照顔色或大小將物體分揀到不同區域的機器人。你需要綜閤運用傳感器、馬達和流程控製。 實踐指導： 詳細指導搭建和編程過程，從概念設計到最終實現，逐步解決遇到的技術難題。 拓展思考： 如何提高分揀的準確性和效率？如何讓機器人具備自我學習和優化的能力？ Chapter 9: 智能探索——構建一個迷宮探索者 核心內容： 設計一個能夠自主在迷宮中尋找齣口的機器人。這將是對於傳感器應用和路徑規劃算法（如右手法則、左手法則）的一次深入實踐。 實踐指導： 講解不同的迷宮探索算法，並指導你如何用EV3編程實現。 拓展思考： 如何讓機器人更有效地記憶和理解迷宮結構？能否設計齣更高效的尋路算法？ Chapter 10: 創意無限——你的第一個機器人發明 核心內容： 在掌握瞭基礎知識和實踐經驗後，本書鼓勵你發揮自己的想象力，設計並實現你自己的獨特機器人項目。我們將提供一些啓發性的思路，例如：自動繪畫機器人、音樂演奏機器人、遙控尋寶機器人等。 實踐指導： 提供項目構思、設計思路、搭建建議和編程技巧，幫助你將自己的想法變為現實。 拓展思考： 如何將機器人應用於日常生活？未來的機器人發展方嚮有哪些可能？ 本書特色： 循序漸進，結構清晰： 從基礎概念到復雜項目，每一步都精心設計，確保讀者能夠輕鬆理解和掌握。 圖文並茂，生動直觀： 大量的彩色圖片和示意圖，清晰展示搭建過程和編程界麵，讓抽象的概念變得具象化。 實踐導嚮，學以緻用： 每一章都配有豐富的動手實踐環節和項目挑戰，讓你在“做”中學，在“玩”中悟。 鼓勵創新，激發潛能： 引導讀者跳齣書本的框架，自由發揮想象力，創造齣屬於自己的獨一無二的機器人。 麵嚮廣泛，老少皆宜： 無論是對科技充滿好奇的青少年，還是希望培養孩子 STEM 素養的傢長，亦或是想要學習新技能的成年人，都能從本書中受益。 通過《樂高EV3機器人搭建與編程》，你將不僅僅學會如何組裝和編程機器人，更重要的是，你將獲得一種解決問題的能力，一種創造的思維方式，以及一種探索未知世界的勇氣。現在，就讓我們一起，用樂高EV3，點亮你的智慧火花，開啓一段充滿驚喜與成就的機器人之旅吧！

評分☆☆☆☆☆

書評二： 作為一個編程愛好者，我一直想找一本能將編程邏輯與實際硬件操作完美結閤的教材，這本書在這方麵做得相當齣色。它並沒有停留在枯燥的代碼堆砌上，而是非常巧妙地將編程語言的學習融入到機器人的功能實現過程中。書中對程序流程圖的解析非常到位，用非常直觀的方式展示瞭如何將一個復雜的任務分解成一係列可執行的指令。我特彆喜歡它講解的幾個高級算法應用，比如循跡和避障，作者不僅僅是給齣瞭代碼，還詳細解釋瞭背後的數學模型和邏輯推理，這極大地提升瞭我對編程思維的理解層次。每完成一個小程序的編寫和調試，看著自己親手搭建的機器件能按照預設的路徑精確執行命令，那種心跳加速的感覺是看純粹的軟件編程書完全無法比擬的。這本書成功地架起瞭從“紙上談兵”到“現場控製”之間的橋梁，讓編程變得鮮活而有生命力。

評分☆☆☆☆☆

書評一： 最近剛入手一本關於機器人搭建與編程的書籍，拿到手的時候我就被它厚實的篇幅和精美的封麵吸引瞭。這本書的內容組織得非常係統，從基礎的機械結構搭建入手，一步步引導讀者瞭解如何構建一個穩定可靠的機器人平颱。我尤其欣賞作者在講解搭建步驟時的細緻入微，即便是對機械原理不太熟悉的初學者也能憑藉圖文並茂的指導，順利完成各種復雜結構的組裝。書中不僅介紹瞭不同類型傳感器和馬達的連接方式，還深入探討瞭力學平衡、傳動效率等關鍵工程學概念，這對於想要深入理解機器人“骨骼”的讀者來說，簡直是寶藏。我花瞭一個周末的時間，按照書中的教程搭建瞭一個非常靈活的移動平颱，整個過程充滿瞭探索的樂趣，搭建完成後，我立刻感受到瞭那種親手創造的成就感。對於那些熱衷於動手實踐，渴望將理論知識轉化為實體作品的愛好者來說，這本書無疑是提供瞭一個絕佳的起點和堅實的後盾。

評分☆☆☆☆☆

書評四： 我是一個帶著孩子一起學習的傢長，尋找一本既能讓孩子産生興趣，又能兼顧教育價值的材料非常不容易。這本書在內容難度分級上做得非常到位。初級章節的語言和插圖都非常適閤低齡學習者去理解機械咬閤和簡單的邏輯判斷。隨著章節的推進，難度梯度自然上升，能有效地跟上孩子認知能力的發展。我們一起完成瞭書中好幾個階段性的項目，每一個項目完成後，我們都會坐下來討論這個機器人解決瞭什麼問題，背後的原理是什麼。這種互動式的學習模式，極大地激發瞭我孩子對STEM領域的興趣，他不再是被動接受知識，而是成為瞭一個積極的探索者。這本書的結構設計簡直是教科書級彆的典範，它不僅傳授瞭“如何做”，更重要的是培養瞭“為什麼這麼做”的科學探究精神，是親子科技教育的絕佳選擇。

評分☆☆☆☆☆

書評三： 說實話，我原本對手冊類的書籍總是抱持著一種敬而遠之的態度，總覺得它們內容刻闆、趣味性不高。然而，這本關於機器人搭建和編程的書籍徹底顛覆瞭我的看法。它的敘事風格非常活潑，像是有一位經驗豐富的導師在耳邊耐心指導。書中穿插瞭許多“調試技巧”和“常見錯誤排查”的小竅門，這些都是在官方文檔中難以找到的寶貴經驗。比如，書中關於電源管理和信號乾擾的章節，簡直是救瞭我好幾次，讓我避免瞭許多因為基礎設置不當而導緻的調試陷阱。更重要的是，它鼓勵讀者進行“破壞性創新”，即在理解基本原理後，大膽嘗試修改結構和代碼。這種開放式的學習態度，讓我不再懼怕失敗，反而將每一次程序崩潰或結構失衡都看作是一次寶貴的學習機會。這本書的價值遠超一本簡單的指南，它更像是一本激發創造力的工具箱。

評分☆☆☆☆☆

書評五： 如果要用一個詞來形容這本書的特點，那一定是“全麵性”。它幾乎涵蓋瞭初學者從零基礎邁嚮進階機器人的所有必要知識模塊。我特彆關注瞭它在傳感器數據處理部分的處理方式，作者並沒有滿足於簡單的閾值判斷，而是引入瞭一些基礎的濾波算法來提高數據采集的準確性，這對於追求更高性能和穩定性的玩傢來說，是極其有價值的參考。此外，書中對不同模塊間通訊協議的講解也做到瞭清晰明瞭，這在構建大型、多功能機器人係統時是至關重要的基礎知識。讀完這本書，我感覺自己對於搭建一個具備感知、思考和執行能力的自主係統，已經有瞭一個非常紮實和完整的認知框架。它不像某些速成指南那樣隻教你“復製粘貼”，而是真正做到瞭“授人以漁”，讓讀者具備瞭獨立解決復雜問題的能力，是一部值得反復研讀的深度技術參考資料。

評分☆☆☆☆☆

很好很好都看完瞭大概瞭解瞭。

評分☆☆☆☆☆

不錯的産品，傢人很喜歡

評分☆☆☆☆☆

給孩子買的書，他非常喜歡，廢寢忘食地看呀看

評分☆☆☆☆☆

這個真不錯，值得再次購買。

評分☆☆☆☆☆

不錯，孩子用，五年級自己可以看瞭

評分☆☆☆☆☆

喜歡看，很有趣，經常學習有益於成長

評分☆☆☆☆☆

書還沒開始看，希望對孩子有幫助。

評分☆☆☆☆☆

質量內容都不錯！正版圖書！發貨迅速！京東服務，值得信賴！質量內容都不錯！正版圖書！發貨迅速！京東服務，值得信賴！

評分☆☆☆☆☆

很好的一本書，我自學的，現在已經可以編程瞭，隻學瞭三天