樂高機器人EV3程序設計藝術 機器人機械結構搭建技術書 樂高機器人製作教程書籍 樂 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

[美] TerryGriffin 著，韋皓文龔禕 譯

圖書標籤:

• 樂高EV3
• 機器人
• 編程
• 機械結構
• 搭建
• 教程
• STEM教育
• 青少年
• 動手實踐
• 樂高機器人

店鋪： 書蟲圖書專營店

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115418128

商品編碼：24009155645

包裝：平裝

開本：128

齣版時間：2016-04-01

商品參數

樂高機器人EV3程序設計藝術
	定價	89.00
	齣版社	人民郵電齣版社
	版次	第壹版
	齣版時間	2016年04月
	開本	128開
	作者	[美]Terry Griffin
	裝幀	平裝
	頁數	0
	字數	0
	ISBN編碼	9787115418128
	重量	740

內容介紹

 無論是年輕的機器人愛好者、教授兒童學習機器人的成年人、傢長、FLL的教練，還是在課堂上使用EV3教學的老師，任何想要為EV3機器人編寫程序的人都可以使用本書。我寫本書的目標之一就是當年輕的初學者想進行深度學習時，能在本書中找到足夠的學習資料，這些學習資料能幫助學生和老師理解什麼是EV3程序以及如何使用它。

作者介紹

 特裏·格裏芬是一位有著20多年工作經驗的軟件工程師，他把大部分時間都花在創建控製各種類型機器的軟件上。他獲得瞭麻省大學計算機科學碩士學位，曾在大學和成人教育中教授過編程。作為一個終身樂高愛好者，他曾編寫過《LEGO MINDSTORMS NXT程序設計藝術》（No Starch齣版公司齣版）一書，幫助自己在中學教授科學和數學的妻子，在她的教室中應用不可思議的機器人。目前，他工作於卡爾蔡司的離子顯微鏡創新中心部門，為帶電粒子顯微鏡編寫控製軟件。

目錄

第1章    樂高和機器人：一個偉大的組閤     1

第2章    EV3編程環境                     6

第3章    Tribot：測試機器人                    15

第4章     運動                                    40

第5章    傳感器             53

第6章    程序流程                         72

第7章    貼牆行走程序：走迷宮     86

第8章    數據綫             100

第9章    數據綫和開關模塊         111

第10章    數據綫和循環模塊         121

第11章    變量             129

第12章    自定義模塊         144

第13章    數學與邏輯         157

第14章    ev3燈、按鈕和顯示         173

第15章    數組             183

第16章    文件             203

第17章    數據記錄             220

第18章    多任務             231

第19章    巡綫 PID控製程序         242

附錄A    NXT和EV3的兼容性         257

附錄B    ev3網絡資源         259

穿越時光的機械之舞：齒輪、連杆與智能創意的奧秘 你是否曾凝視著那些精巧運轉的機械裝置，驚嘆於它們如何將冰冷的金屬與塑料，通過巧妙的結構轉化為富有生命力的運動？你是否夢想過親手搭建齣能夠思考、行動的智能機器，讓你的創意化為齒輪轉動的轟鳴，讓你的指令驅動手臂的揮舞？這本書，將帶領你踏上一段揭秘機械結構搭建的奇妙旅程，讓你深入瞭解那些讓機器人“活”過來的核心技術。 我們不再局限於簡單的拼搭，而是深入探究機械傳動係統的精髓。齒輪，這個看似簡單的圓形零件，卻是力量傳遞的基石。我們將剖析不同類型齒輪（如直齒輪、斜齒輪、錐齒輪、蝸輪蝸杆）的幾何形狀、嚙閤原理以及它們在傳動比、扭矩放大和方嚮改變中所扮演的關鍵角色。你將學習如何根據不同的動力傳輸需求，選擇最閤適的齒輪組閤，計算精確的傳動比，從而實現平穩、高效的動力輸齣。想象一下，通過精確的齒輪嚙閤，你能夠將一個微弱的電機動力，轉化為足以舉起重物的強大力量，或是實現高速鏇轉以完成精密的切割任務。 連杆機構，則是賦予機器人運動靈魂的另一重要組成部分。從最簡單的四連杆機構，到更為復雜的麯柄滑塊、迴轉斜盤機構，我們將一步步解析它們的運動軌跡、約束條件和設計原理。你將瞭解如何通過巧妙的連杆組閤，設計齣能夠模擬步行、抓取、轉嚮等多種復雜運動的機械臂和腿部結構。我們將探討不同連杆長度、連接方式對最終運動效果的影響，並教授你如何運用工程學原理，預測並優化連杆機構的運動特性，避免乾涉和死點，實現平滑、流暢的動作。想象一下，通過精準設計的連杆，你的機器人能夠邁齣穩健的步伐，或是以優雅的弧綫伸展手臂，完成精細的操作。 除瞭基本的傳動原理，本書還將深入探討各種關鍵的機械連接方式和結構設計。軸承，作為減少摩擦、支撐鏇轉部件的關鍵，我們將認識不同類型的軸承（如滾珠軸承、滾子軸承、滑動軸承）的結構特點、承載能力和應用場景。你將學習如何選擇閤適的軸承來降低能量損耗，延長部件壽命，並確保機械係統的穩定運行。螺釘、螺母、銷釘等緊固件，看似微不足道，卻是連接和固定所有機械部件的生命綫。我們將詳細介紹各種緊固件的類型、規格、選用原則以及安裝技巧，讓你瞭解如何通過可靠的連接，構建起堅固耐用的機器人骨架。 我們還會聚焦於機器人結構設計的通用原則和創新思路。如何平衡強度與重量？如何優化重心以提高穩定性？如何設計模塊化的結構以便於維修和升級？這些都是搭建高性能機器人必須考慮的關鍵問題。你將學習到各種加固技巧，例如三角形結構的應用、梁的受力分析、桁架結構的搭建等，這些都將幫助你構建齣能夠承受各種挑戰的堅固機身。同時，我們也鼓勵你跳齣思維定勢，探索仿生學在機器人結構設計中的應用，從自然界中汲取靈感，創造齣更具效率和適應性的機械形態。 本書還將觸及一些更為精密的機械概念。例如，摩擦力，我們將在理解其産生機理的基礎上，學習如何有效地控製和利用摩擦力。在某些需要抓取的場閤，適當的摩擦力至關重要；而在需要高效傳動時，則需要最大程度地減少摩擦。你將瞭解潤滑劑的作用，以及如何根據不同的工況選擇閤適的潤滑方式。此外，我們還會涉及一些關於材料選擇的討論。不同的材料（如塑料、金屬、復閤材料）擁有各自獨特的力學性能、重量和加工特性。理解這些特性，能夠幫助你為機器人的不同部位選擇最閤適的材料，從而在性能、成本和耐用性之間找到最佳平衡點。 更進一步，本書將引導你思考如何將這些基礎的機械原理與實際應用相結閤。當你的機器人需要完成一項特定任務時，例如搬運物品、在崎嶇地形上行走、或者進行精確的測量，你將如何運用所學的機械知識來設計齣滿足這些需求的結構？我們將通過案例分析，展示如何將抽象的機械原理轉化為具體的解決方案，讓你明白，機械結構的搭建並非是孤立的技巧，而是解決實際問題的有力工具。 這本書的寫作風格將力求清晰易懂，循序漸進，即使是初學者也能循著指引，逐步掌握其中的奧秘。我們不會僅僅停留在理論的堆砌，而是會通過大量的圖示、模型搭建示意圖和實際操作建議，將抽象的概念具象化，讓你的學習過程充滿樂趣和成就感。每一章的內容都將以紮實的理論基礎為起點，然後逐步深入到更復雜的應用和設計技巧，確保你在掌握瞭基礎知識之後，能夠有能力去應對更具挑戰性的項目。 我們將深入探討如何利用各種常見的連接件和基礎構件，例如銷釘、螺釘、螺母、墊圈、軸套、萬嚮節等，去構建齣各種各樣具有特定功能的機械部件。你會瞭解到，即使是看似簡單的連接，其背後也蘊含著力學和工程的智慧。例如，選擇閤適的螺釘規格和擰緊力度，就可能直接影響到整個結構的強度和穩定性。 此外，本書還會涉及一些關於運動學和動力學的基本概念，但會以非常直觀和應用性的方式來呈現，避免過於枯燥的數學推導。你將理解速度、加速度、力矩等基本物理量在機械運動中的意義，並學會如何運用這些概念來預測和控製機器人的運動行為。例如，當你想讓你的機器人實現平穩加速時，就需要考慮施加的力矩和機器人的慣性。 本書的目標是激發你的創造力，培養你獨立解決機械設計問題的能力。你將學會如何分解復雜的機械係統，分析每個部件的功能和相互作用，然後重新組閤，創造齣全新的解決方案。我們將鼓勵你進行大量的實驗和試錯，因為在機械搭建的世界裏，實踐是檢驗真理的唯一標準。每一次失敗的嘗試，都將是你寶貴的學習經驗，讓你在下一次的設計中做得更好。 最終，這本書將不僅僅是一本關於如何搭建機械結構的教程，更是一本關於如何將你的創意化為現實的指南。它將教會你如何像一個真正的工程師一樣思考，如何從基礎原理齣發，一步步構建齣精巧、高效、富有創意的機械裝置。你將學會欣賞齒輪的精確運轉，連杆的優雅舞動，以及它們如何共同協作，驅動著一個充滿無限可能的世界。這是一次關於機械之美的探索，一次關於智能創造的啓濛，一次讓你真正掌握“如何讓機器動起來”的奧秘之旅。

評分☆☆☆☆☆

我對技術書籍的評價標準通常非常苛刻，我更看重的是其內容的前沿性和實操的可驗證性。這本書在“前沿性”這一點上做得相當到位。它沒有過多糾纏於EV3係統早期的那些經典但已略顯過時的應用，而是重點放在瞭如何利用現有硬件平颱實現接近工業級控製的穩健性。書中關於“PID控製”在平衡車項目中的應用，絕對是這本書的點睛之筆。作者沒有使用那種教科書式的、充滿復雜數學公式的講解，而是通過生動的模擬動畫和實際的反饋迴路圖，將“比例、積分、微分”這三個參數的物理意義和對機器人運動的影響解釋得淋灕盡緻。我曾嘗試用其他資料實現一個簡單的平衡算法，但效果總是不盡如人意，總是齣現過衝或振蕩。而遵循這本書中的參數調優步驟，我成功地讓我的機器人穩定地站立瞭幾分鍾，這在以往是難以想象的成就。這種將高級控製理論“接地氣”的能力，是這本書最難能可貴之處。此外，書中對於代碼的模塊化和注釋規範也給齣瞭很高的標準，這對於多人協作或後期維護項目代碼習慣的養成具有長遠的指導意義。

評分☆☆☆☆☆

這本關於樂高EV3程序設計的書籍，我拿到手的時候是帶著一種既期待又有點忐忑的心情的。我對機器人編程一直很感興趣，但又擔心技術性太強，會讓我這個初學者望而卻步。然而，翻開書頁後，我發現我的顧慮完全是多餘的。書中的講解方式非常平易近人，即使是復雜的邏輯結構，作者也能用非常形象的比喻和清晰的圖示來闡述。最讓我印象深刻的是，它不僅僅停留在“怎麼做”的層麵，而是深入探討瞭“為什麼這麼做”的編程思維。它沒有急於展示華麗的成品，而是花瞭很多篇幅去解釋變量、循環和條件判斷在機器人控製中的實際應用場景，這對於建立紮實的編程基礎至關重要。比如，在講解如何讓機器人實現一個復雜的巡綫任務時，作者沒有直接給齣最終代碼，而是引導讀者一步步思考如何分解問題、如何處理傳感器數據異常等實際工程中會遇到的難題。這種循序漸進的教學方法，讓我感覺自己不是在被動地接受知識，而是在積極地參與一個創造性的構建過程。我特彆欣賞作者在書中穿插的一些“陷阱與對策”的小章節，那些都是我在實際搭建和調試過程中經常遇到的“坑”，能提前看到這些提醒，無疑節省瞭我大量的試錯時間。這本書的排版也很舒服，色彩搭配和模塊化布局讓閱讀體驗非常流暢，即便是在深夜閱讀，也不會感到眼睛疲勞。我強烈推薦給所有希望從“搭積木”升級到“設計和控製”層麵的樂高愛好者們。

評分☆☆☆☆☆

我最近嘗試用這本書來指導我兒子進行一個關於災難搜救機器人的項目，效果齣乎意料地好。我原本以為復雜的編程概念對他來說可能太抽象瞭，但他卻沉浸其中，樂此不疲。這本書的優勢在於，它將復雜的編程概念巧妙地融入到一個個趣味性十足、且具有明確目標的小項目中。比如，書中設計瞭一個“模擬火災感應並撤離”的單元，它不僅要求機器人能識彆特定的顔色（模擬火源），還需要它具備路徑規劃和避障的能力。作者在設計這個任務時，非常注重“增量式開發”的理念，第一步隻是識彆顔色，第二步加入簡單的轉嚮，第三步引入更復雜的邏輯判斷。這種層層遞進的方式，極大地保護瞭孩子的學習興趣和成就感。而且，書中對機械結構的描述也同樣齣色，它並沒有將機械搭建和軟件編程割裂開來，而是強調兩者之間的相互影響。例如，它會明確指齣，如果你的懸掛係統在轉彎時傾斜度過大，那麼你的陀螺儀讀數就會齣現偏差，從而影響到直綫行駛的精度，並給齣相應的機械修正建議。這種跨學科的綜閤指導，對於培養孩子的工程思維是非常寶貴的。閱讀過程中，我發現連我這個成年人都能從中找到新的知識點，這本書的受眾群體覆蓋麵比我想象的要廣得多。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺，更像是一本充滿激情的“匠人筆記”，而非冷冰冰的技術手冊。它的敘事風格非常獨特，充滿瞭對創造過程的敬畏和探索的樂趣。在講解如何設計一個能夠“自主決策”的機器人時，作者大量引用瞭類似哲學思辨的描述，例如探討“機器的感知與現實的偏差”，這極大地激發瞭我對於人工智能和機器人倫理的思考。雖然這本書的核心是程序設計，但它成功地將技術學習提升到瞭一個更高的層麵——即如何通過技術手段來映射和解決現實世界中的復雜問題。我特彆喜歡其中一章，講述的是如何設計一個能夠適應不同光照強度下進行物體抓取的視覺係統，它不僅涉及顔色傳感器和光綫傳感器的聯閤使用，還探討瞭如何利用軟件算法來動態調整傳感器的閾值，以適應環境變化。這種“自適應性”的設計理念，是衡量一個優秀機器人係統的關鍵指標。這本書的語言風格中帶著一種鼓勵冒險和嘗試的積極性，它告訴你失敗是學習的必經之路，關鍵在於如何從錯誤中提取有效信息。對於那些已經掌握瞭基礎編程，渴望進行真正創新性設計的讀者來說，這本書無疑是一劑強心針。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我對市麵上大多數機器人入門書籍都感到有些審美疲勞，它們往往充斥著大量重復的、一眼就能在網上搜到的基礎教程，缺乏真正的深度和創新性。然而，這本《樂高機器人EV3程序設計藝術》卻給我帶來瞭耳目一新的感覺。它的核心價值在於對“藝術”二字的深刻詮釋——這裏的藝術，指的不是炫技，而是如何用最簡潔、最優雅的代碼去實現復雜的功能。我尤其欣賞作者在講解高級算法時所展現齣的那種匠心獨運。例如，書中關於“有限狀態機”在機器人行為控製中的應用講解，其清晰度和邏輯嚴密性，甚至超過瞭我大學裏學習的專業課程教材。它不僅僅是告訴我們如何搭建一個具有機械臂的機器人，而是深入剖析瞭如何通過狀態切換來管理機械臂在抓取、提升、放置等不同階段的優先級和安全約束。這種深度思考的引導，極大地提升瞭我對係統性設計概念的理解。此外，書中對於調試工具的使用技巧介紹得極其詳盡和實用，很多隱藏的日誌輸齣和模擬測試功能，如果不是有經驗的開發者指點，普通用戶很難自行發現並加以利用。這本書真正做到瞭從“操作者”到“設計者”的心態轉變，它教會我的不是一套固定的代碼模闆，而是一套可以靈活遷移到任何機器人平颱上的設計哲學。