機(jī)器人制作（入門篇）

第1章 歡迎機(jī)器人發(fā)明家
1.1 4門學(xué)科1
1.2 自制機(jī)器人剖析2
1.2.1 大腦3
1.2.2 電力單元4
1.2.3 傳感器6
1.2.4 動(dòng)作及反饋7
1.2.5 其他元件9
1.2.6 機(jī)身10
1.3 制作10
1.3.1 循序漸進(jìn)11
1.3.2 模塊制作11
1.3.3 輕松快樂12
1.3.4 尋求友愛和幫助13
1.4 后續(xù)內(nèi)容13
第2章 獲得工具和零件的途徑
2.1 訂閱免費(fèi)信息15
2.2 發(fā)現(xiàn)潛在信息17
2.2.1 解讀欄目的內(nèi)容17
2.2.2 清點(diǎn)商品目錄的頁數(shù)17
2.2.3 價(jià)格比較17
2.3 省錢18
第3章 安全
3.1 從年齡和閱歷中受益20
3.2 遵循使用說明20
3.3 戴上安全護(hù)目鏡21
3.4 穿戴其他安全服裝22
3.5 確保足夠的通風(fēng)23
3.6 正確存放23
3.7 飯前洗手23
3.8 避開危險(xiǎn)的化學(xué)元素24
3.8.1 鉛24
3.8.2 汞24
3.8.3 鎘26
3.9 觸電26
3.9.1 AC與DC26
3.9.2 使用可充電電池和專業(yè)變壓器26
3.9.3 通過斷路開關(guān)和GFCI插座連接27
3.9.4 保留接地引腳29
3.9.5 斷開電源29
3.10 避開危險(xiǎn)機(jī)器人30
3.11 估計(jì)電機(jī)大小30
3.12 照明30
3.13 好好休息并且保持頭腦冷靜31
第4章 數(shù)字萬用表
4.1 必備特性33
4.1.1 數(shù)字式33
4.1.2 位數(shù)34
4.1.3 DC電壓34
4.1.4 DC電流34
4.1.5 電阻35
4.1.6 探針或引線35
4.1.7 過載/保險(xiǎn)絲保護(hù)35
4.2 最好具備的特性36
4.2.1 電容36
4.2.2 二極管36
4.2.3 導(dǎo)通36
4.2.4 頻率37
4.2.5 占空度37
4.2.6 自動(dòng)改變量程37
4.2.7 自動(dòng)斷電39
4.2.8 晶體管39
4.2.9 雙顯示39
4.2.10 最大值40
4.2.11 最小值40
4.2.12 支架40
4.3 可選特性41
4.3.1 電感41
4.3.2 RS232/數(shù)據(jù)接口41
4.3.3 示波器42
4.3.4 背景燈42
4.3.5 秒表/單脈沖寬度42
4.3.6 溫度42
4.3.7 聲音42
4.3.8 計(jì)數(shù)42
4.3.9 條形圖43
4.3.10 數(shù)據(jù)保持43
4.3.11 數(shù)據(jù)自動(dòng)保持43
4.3.12 高/低邏輯電路43
4.3.13 存儲(chǔ)器44
4.3.14 相對(duì)模式44
4.3.15 偏移量44
4.3.16 極值測(cè)試/比較44
4.3.17 機(jī)架或橡膠罩44
4.4 AC特性45
4.4.1 AC電壓45
4.4.2 真值RMS46
4.4.3 AC電流46
4.5 獲得彎鉤探針適配器46
4.6 基本的萬用表廣告對(duì)比47
4.6.1 了解特惠型數(shù)字萬用表的特性47
4.6.2 了解具備計(jì)算機(jī)接口的萬用表的特性48
4.6.3 熟悉多功能高精度萬用表的特性50
4.6.4 不同特性商品的價(jià)格52
4.7 沒有萬用表寸步難行52
第5章 數(shù)值和單位
5.1 選擇公制53
5.2 簡化1 000的乘冪53
5.2.1 M和m55
5.2.2 希臘字母的替換56
5.3 單位縮寫56
5.4 太小了57
5.4.1 猜測(cè)遺漏的單位57
5.4.2 從三位數(shù)字?jǐn)U展開58
5.4.3 把顏色轉(zhuǎn)換為數(shù)字58
5.4.4 利用萬用表確定元件值60
5.5 所涉及的基礎(chǔ)內(nèi)容60
第6章 巡線機(jī)器人
6.1 定義路徑狀態(tài)63
6.1.1 表面材料63
6.1.2 路徑照明63
6.1.3 確定線路63
6.1.4 選擇線路標(biāo)志材料64
6.1.5 彎曲和交叉線路65
6.1.6 總結(jié)路徑狀態(tài)67
6.2 選擇機(jī)器人尺寸67
6.3 觀察“三明治”68
6.3.1 檢測(cè)“三明治”68
6.3.2 “三明治”的機(jī)身75
6.4 制作77
第7章 9V電池
7.1 測(cè)試電池電壓78
7.1.1 設(shè)置萬用表用于電壓測(cè)試79
7.1.2 分析測(cè)試結(jié)果80
7.2 9V電池的特性81
7.3 推薦可選用的9 V電池83
7.3.1 鎳氫電池83
7.3.2 堿性電池83
7.3.3 專用電池84
7.3.4 不推薦使用的電池84
7.4 電池品牌名稱85
7.5 給機(jī)器人使用9 V電池86
7.5.1 電池的安裝87
7.6 再接再厲89
第8章 鱷魚夾和測(cè)試線
8.1 今晚鱷魚餓了90
8.2 獲得彎鉤線夾91
8.3 測(cè)試跳線92
8.3.1 設(shè)置萬用表用于導(dǎo)通測(cè)試93
8.3.2 斷開連接測(cè)試94
8.3.3 短接測(cè)試95
8.3.4 鱷魚夾連接（短接）測(cè)試96
8.4 查找意外的電氣連接97
8.5 用跳線進(jìn)行探測(cè)98
第9章 電阻
9.1 用電阻限制能量99
9.2 獲得一個(gè)電阻分類盒100
9.3 理解尺寸大小和允許誤差101
9.4 裁剪電阻102
9.5 電阻和歐姆104
9.6 電阻的測(cè)試104
9.6.1 解釋萬用表上顯示的電阻值105
9.6.2 體驗(yàn)電阻量程105
9.7 分類和存儲(chǔ)107
9.8 不要受后續(xù)內(nèi)容的誘惑109
第10章 發(fā)光二極管
10.1 LED的特性110
10.1.1 LED的尺寸110
10.1.2 LED的形狀112
10.1.3 LED鏡頭分類113
10.1.4 LED的觀測(cè)角度114
10.1.5 LED的顏色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 識(shí)別多色LED118
10.3.1 雙色118
10.3.2 三色或三態(tài)118
10.3.3 全色119
10.4 測(cè)試LED120
10.4.1 設(shè)置萬用表用于測(cè)試二極管120
10.4.2 解讀LED的測(cè)試結(jié)果121
10.5 多品種采購123
10.6 照亮你的路123
第11章 制作和測(cè)試一個(gè)電源指示電路
11.1 元件明細(xì)列表125
11.2 電路原理圖126
11.3 搭建電源指示電路127
11.3.1 你看到光了嗎？128
11.3.2用電源指示電路做試驗(yàn)128
11.4 理解每一個(gè)元件的作用128
11.5 測(cè)量電源指示電路129
11.5.1 測(cè)量電路里的電壓129
11.5.2 測(cè)試“某一點(diǎn)”的電壓131
11.5.3 測(cè)試元件的電壓“降”或元件“兩端”的電壓132
11.5.4 匯總電路電壓133
11.6 測(cè)量電流134
11.6.1 計(jì)算電池壽命136
11.6.2 不要采用探針插入電流端口測(cè)量電壓139
11.7 電路總結(jié)139
第12章 無焊接樣機(jī)開發(fā)
12.1 需要一個(gè)更好的方法141
12.2 無焊接面包板141
12.2.1 用孔連接142
12.2.2 接線柱146
12.2.3 選擇面包板147
12.3 無焊接面包板的導(dǎo)線148
12.3.1 選擇跳線150
12.4 自制跳線152
12.4.1 剝落導(dǎo)線末端的絕緣層153
12.4.2 按給定尺寸截取導(dǎo)線長度154
12.4.3 繞彎導(dǎo)線末端155
12.5 連接158
第13章 搭建無焊接面包板
13.1 考慮電源159
13.1.1 準(zhǔn)備9 V電池快速連接器160
13.1.2 把電源連到接線柱161
13.2 選擇一個(gè)電源開關(guān)162
13.2.1 SPDT163
13.2.2 把電源開關(guān)安裝在面包板上163
13.3 連接電源總線164
13.3.1 萬用表和跳線的配合165
13.3.2 連接下總線167
13.3.3 中間斷開168
13.4 安裝電源指示LED168
13.4.1 測(cè)試某點(diǎn)的電壓170
13.4.2 修剪導(dǎo)線171
13.5 揭開機(jī)器人電源開關(guān)的秘密171
13.6 更多準(zhǔn)備172
第14章 可變電阻
14.1 電位計(jì)173
14.1.1 微調(diào)電位計(jì)174
14.1.2 擰表盤175
14.1.3 準(zhǔn)備多種微調(diào)電位計(jì)176
14.1.4 測(cè)試電位計(jì)176
14.2 可調(diào)亮度的LED電路178
14.3 亮度平衡電路179
14.4 硫化鎘光敏電阻181
14.4.1 準(zhǔn)備多種光敏電阻182
14.4.2 體驗(yàn)光敏電阻的阻值變化183
14.5 光控電路183
14.6 平衡亮度傳感電路184
14.6.1 成對(duì)的亮度傳感器185
14.6.2 匹配光敏電阻185
14.6.3 用于電阻平衡的微調(diào)電位計(jì)186
14.6.4 限流電阻187
14.6.5 測(cè)試點(diǎn)187
14.6.6 用分壓把電阻值變成電壓值190
14.6.7 建立平衡亮度傳感電路190
14.6.8 無法調(diào)平亮度傳感電路191
第15章 比較器
15.1 電壓比較器192
15.1.1 檢查LM393193
15.1.2 準(zhǔn)備比較器195
15.2 亮度比較電路197
15.2.1 比較原理圖和接線表197
15.2.2 標(biāo)注元件198
15.2.3 繪制連接和斷開的導(dǎo)線198
15.2.4 理解亮度比較電路198
15.2.5 亮度比較電路的元件列表198
15.2.6 搭建亮度比較電路199
15.3 添加車頭燈202
15.3.1 理解車頭燈電路的兩個(gè)LED203
15.3.2 搭建車頭燈電路204
15.3.3 重復(fù)串聯(lián)LED的技巧205
15.4 簡單整理一下思路206
第16章 晶體管開關(guān)
16.1 定義負(fù)電源207
16.1.1 聚焦2907A晶體管208
16.2 用萬用表測(cè)試雙極型晶體管210
16.2.1 用帶有晶體管插座的萬用表測(cè)量210
16.2.2 用有二極管模式的萬用表測(cè)試212
16.3 雙極型晶體管測(cè)試電路214
16.3.1 檢查PNP晶體管測(cè)試電路的原理圖214
16.3.2 搭建PNP晶體管測(cè)試電路215
16.3.3 檢查NPN型晶體管測(cè)試電路的原理圖216
16.3.4 搭建NPN晶體管測(cè)試電路217
16.4 帶有晶體管的亮度比較電路218
16.4.1 計(jì)算晶體管的極限電流218
16.4.2 搭建帶有晶體管的亮度比較電路220
16.5 總結(jié)PNP和NPN晶體管220
第17章 DC電機(jī)
17.1 DC電機(jī)的工作原理223
17.1.1 鐵芯永磁DC電刷電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)223
17.1.2 鐵芯永磁DC無刷電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)227
17.1.3 無鐵芯永磁DC有刷電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)229
17.2 簡單的DC電機(jī)電路230
17.2.1 為簡單DC電機(jī)電路選擇電機(jī)230
17.2.2 選擇簡單DC電機(jī)電路的電池231
17.2.3 搭建簡單DC電機(jī)電路232
17.3 DC電機(jī)的基本特性233
17.3.1 DC電機(jī)的轉(zhuǎn)速特性233
17.3.2 DC電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性237
17.3.3 DC電機(jī)的電壓特性239
17.3.4 DC電機(jī)的電流特性241
17.3.5 DC電機(jī)的效率244
17.3.6 DC電機(jī)的聽覺噪聲特性245
17.3.7 DC電機(jī)的電子噪聲245
17.3.8 DC電機(jī)的質(zhì)量特性246
17.3.9 DC電機(jī)的尺寸特性246
17.3.10 總結(jié)DC電機(jī)的特性246
17.4 DC齒輪減速電機(jī)247
17.4.1 直齒輪減速電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)248
17.4.2 齒輪齒數(shù)比250
17.4.3 速度轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)矩的缺點(diǎn)252
17.4.4 齒輪減速電機(jī)的缺點(diǎn)252
17.4.5 行星和直齒輪減速電機(jī)252
17.4.6 選擇齒輪減速電機(jī)254
17.5 繼續(xù)前進(jìn)254
第18章 添加齒輪減速電機(jī)
18.1 選擇齒輪減速電機(jī)255
18.1.1 準(zhǔn)備齒輪減速電機(jī)256
18.1.2 檢查齒輪減速電機(jī)257
18.2 在亮度比較電路上添加電機(jī)259
18.2.1 二極管259
18.2.2 在亮度比較電路上安裝電機(jī)261
18.3 完成電路263
第19章 車輪
19.1 車輪結(jié)構(gòu)264
19.2 機(jī)器人車輪的特點(diǎn)265
19.2.1 樹脂充氣輪胎265
19.2.2 輪胎外形266
19.2.3 輪胎的寬度267
19.2.4 輪胎胎面設(shè)計(jì)267
19.2.5 輪胎直徑268
19.2.6 機(jī)器人輪胎的選擇271
19.3 為“三明治”機(jī)器人選擇車輪272
19.3.1 確定最大或者最小尺寸273
19.3.2 依據(jù)速度來決定最大尺寸275
19.3.3 為“三明治”機(jī)器人選擇車輪275
19.3.4 “三明治”車輪的另外一種選擇276
19.4 清洗輪胎278
19.5 讓車輪轉(zhuǎn)起來吧280
第20章 聯(lián)軸器
20.1 制作管子281
20.1.1 選擇銅管還是鋁管281
20.1.2 確定金屬管的尺寸282
20.2 測(cè)量、截取、制管285
20.2.1 確定并標(biāo)記管子長度285
20.2.2 截取、制管286
20.2.3 打磨并完成切割289
20.2.4 測(cè)試切削結(jié)果289
20.3 樂高十字輪軸290
20.3.1 選擇樂高十字輪軸的長度290
20.3.2 準(zhǔn)備樂高輪軸292
20.4 粘接聯(lián)軸器293
20.4.1 脫膠293
20.4.2 用環(huán)氧樹脂293
20.5 在聯(lián)軸器上鉆個(gè)螺紋孔295
20.5.1 鉆孔前先做標(biāo)記295
20.5.2 鉆臺(tái)296
20.5.3 鉆臺(tái)用的老虎鉗297
20.5.4 開始鉆孔297
20.5.5 攻絲298
20.5.6 裝上緊固螺絲299
20.6 欣賞一下聯(lián)軸器299
第21章 焊接設(shè)備
21.1 焊錫絲302
21.2 助焊劑303
21.3 烙鐵304
21.4 焊接架305
21.5 焊接用海綿306
21.6 “輔助手”工具307
21.7 真空吸焊器308
21.8 典型的焊接流程309
21.9 準(zhǔn)備焊接310
第22章 焊接和連線
22.1 連接電機(jī)和開關(guān)311
22.1.1 連接電機(jī)311
22.1.2 把巡線開關(guān)連接起來327
22.1.3 連接LED套管電路332
22.1.4 完成工作334
22.2 焊接經(jīng)驗(yàn)334
第23章 母板
23.1 巡線電路335
23.1.1 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)焊接與印刷電路板337
23.1.2 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)焊接巡線電路338
23.2 測(cè)試機(jī)器人電路347
23.2.1 低電阻電路的危險(xiǎn)347
23.2.2 檢查未焊接的引腳348
23.2.3 檢查所有直連到電源正極的引腳348
23.2.4 測(cè)量整個(gè)電路的阻抗348
23.2.5 測(cè)量電壓降350
23.2.6 重新加熱焊點(diǎn)350
23.3 屏住呼吸351
第24章 車體制作
24.1 著手做機(jī)器人車體352
24.1.1 構(gòu)圖352
24.1.2 構(gòu)思，然后按照適用元件的限制再修訂353
24.1.3 設(shè)計(jì)車體353
24.1.4 采用預(yù)制平臺(tái)355
24.2 改造“三明治”的容器357
24.2.1 鉆電機(jī)孔357
24.2.2 裝配電機(jī)361
24.2.3 制作電機(jī)套管364
24.2.4 安裝電機(jī)和套管369
24.2.5 做開關(guān)和電池固定支架369
24.2.6 安裝電路板372
24.2.7 為微調(diào)電位計(jì)鉆孔377
24.2.8 在容器蓋子上切個(gè)窗口378
24.2.9 完成接觸378
24.3 準(zhǔn)備動(dòng)起來379
第25章 試運(yùn)行巡線機(jī)器人
25.1 校正并擰緊380
25.1.1 初步測(cè)試380
25.1.2 試運(yùn)行——巡一條直線385
25.1.3 校正常見的問題385
25.1.4 機(jī)器人是直線行進(jìn)的嗎？389
25.2 處女航391
25.2.1 解決轉(zhuǎn)向問題391
25.3 提高潛在性能392
25.3.1 電池的反接保護(hù)393
25.3.2 用電容消除電涌393
25.3.3 改善巡線能力394
25.4 最后的謝幕396
第26章 再次登臺(tái)
26.1 機(jī)器人組件397
26.1.1 邏輯芯片397
26.1.2 微控制器398
26.1.3 穩(wěn)壓器400
26.1.4 電容402
26.1.5 太陽能403
26.1.6 電阻網(wǎng)絡(luò)405
26.1.7 按鈕405
26.1.8 DIP開關(guān)406
26.1.9 跳接器和短路塊407
26.1.10 傾斜傳感器408
26.1.11 溫度傳感器409
26.1.12 接觸傳感器409
26.1.13 物體探測(cè)和紅外遙控410
26.1.14 距離和目標(biāo)傳感器411
26.1.15 振蕩器和晶體412
26.1.16 聲音413
26.1.17 繼電器414
26.1.18 添加齒輪415
26.1.19 舵機(jī)417
26.1.20 編碼器417
26.1.21 顯示屏418
26.1.22 無線數(shù)據(jù)傳送和控制419
26.2 挑戰(zhàn)每一天420
26.2.1 給室內(nèi)植物澆水的機(jī)器人420
26.2.2 自動(dòng)堆肥車421
26.2.3 垃圾傾倒器421
26.2.4 擦窗機(jī)器人421
26.2.5 屋頂老鼠421
26.2.6 微型掃雪機(jī)422
26.2.7 鼻涕蟲碾碎機(jī)422
26.2.8 自動(dòng)街道郵箱422
26.3 競(jìng)賽422
26.3.1 全世界的相撲機(jī)器人423
26.3.2 三人組的大學(xué)機(jī)器人滅火比賽424
26.3.3 亞特蘭大機(jī)器人吸塵器比賽424
26.3.4 西雅圖機(jī)器人協(xié)會(huì)的機(jī)器人聚會(huì)424
26.3.5 達(dá)拉斯個(gè)人機(jī)器人小組——Roborama425
26.3.6 伊利諾斯州機(jī)器人技術(shù)俱樂部425
26.4 廣闊的機(jī)器人世界425
第27章 附錄
27.1 魔術(shù)般的歐姆定律426
27.1.1 歐姆定律有助于選擇限流電阻427
27.1.2 通過電壓來確定電流427
27.1.3 歐姆定律的關(guān)鍵428
27.1.4 歐姆定律最根本的含義428
27.2 在我寫書時(shí)偶然損壞的元件428
27.2.1 怎樣安裝9 V電池428
27.2.2 把開關(guān)熔斷429
27.2.3 萬用表保險(xiǎn)絲爆裂430
27.2.4 第二次犯錯(cuò)432
27.3 電壓的實(shí)際名稱432
27.3.1 地，不是負(fù)極電壓432
27.3.2 V的含義432
索引