第1章 组装模块式机器人1.1 制作模块1.1.1 组装Roundabout机器人或其他机器人1.1.2 章节安排1.2 熟悉机械加工1.2.1 配置自己的机械加工间1.2.2 选择一种微型铣床1.3 总体介绍1.3.1 机械零部件的内容编排1.3.2 独立电子模块的分组归类1.3.3 机器人的组装与调试1.4 把这些零件和技术应用到其他机器人上第2章 两种自制电机联轴器的比较及如何避免常见误差2.1 两种自制联轴器技术的比较2.1.1 研究伸缩管式联轴器2.1.2 与实心杆联轴器的比较2.2 确定联轴器钻孔的效果、常见偏差及效果2.2.1 固定螺钉孔和电机轴孔的连接2.2.2 孔的角度与中心位置的校正2.3 准备制作实心杆联轴器第3章 制作定位器和在实心杆上钻孔来加工联轴器3.1 收集工具和零件3.2 确定制作联轴器所需实心杆的长度3.2.1 测量电机轴和LEGO十字轴的尺寸3.2.2 选择制作联轴器本体的实心杆3.2.3 把实心杆截成联轴器所需尺寸3.2.4 把联轴器本体的端面打磨光滑3.2.5 把具有一定长度的联轴器杆放置在一边3.3 制作一个联轴器定位器3.3.1 截取联轴器定位器块3.3.2 在联轴器的定位器上钻紧定螺钉孔3.3.3 在联轴器定位器的紧定螺钉孑L上加工螺纹3.3.4 在定位器上钻联轴器杆的固定孔3.4 省钱的机会3.4.1 扩大紧配合的孔3.4.2 在联轴器定位器上安装紧定螺钉3.4.3 重新定位联轴器定位器3.5 在联轴器上加工联接电机轴和LEGO十字轴的孔3.5.1 更换钻头，而不是更换联轴器杆3.5.2 进行最后的修正：使端面与侧面成直角3.6 检查联轴器第4章 完成实心杆电机联轴器4.1 在联轴器上安装紧定螺钉4.1.1 确定联轴器上紧定螺钉的位置4.1.2 加工联轴器上的紧定螺钉孔4.1.3 对联轴器上的紧定螺钉孔攻丝4.1.4 选择紧定螺钉4.2 联接LEGO十字轴4.3 总 结第5章 在车轮内部安装电机5.1 遇到危险：电机轴弯曲5.1.1 带有支撑的正常驱动5.1.2 没有支撑时产生的弯曲5.2 制作一个轮毂接头联轴器5.2.1 使电机轴的外径与LEGO车轮的内径相配合5.2.2 简单加工联轴器轮毂接头杆5.2.3 加工内圆盘和外圆盘5.2.4 在LEGO轮毂上钻中心孔5.2.5 把所有的零件安装并且粘接在一起5.3 总结第6章 理解电子实验中的标准和参数设置6.1 读原理图6.1.1 布 线6.1.2 标定流水号6.1.3 标定元件类型参数6.1.4 电源的说明6.2 无焊面包板的使用6.2.1 无焊面包板的选择6.2.2 根据照片连接无焊面包板6.3 了解示波器信号曲线6.4 充分利用现代电子技术6.4.1 克服认知障碍6.4.2 避免使用过时的技术6.4.3 使用表面贴装元件6.4.4 和通孔元件说“再见”6.5 总结第7章 搭建线性稳压电源7.1 理解稳压器7.2 理解线性稳压电源7.2.1 7805线性稳压器7.2.2 通过减小输入的未稳压的最小电压来改善电源特性7.2.3 考虑线性稳压器的各种因素7.2.4 市场的变化限定了5 V稳压器的选择7.3 向最优化的方向前进第8章 机器人电源的改进8.1 增大输入／输出电容的容量8.1.1 使用大电容值电容增加电池的寿命8.1.2 大电容值电容导致关机延迟8.1.3 使用双刀双掷电源开关(DPDT)减少断开时间8.1.4 选择大电容值电容8.1.5 增加钽电容的安全系数8.2 增加魔术电容8.3 使用旁路／去耦合电容调节电路8.4 防止短路或过电流造成的损坏8.4.1 决定是否需要过电流保护8.4.2 使用熔丝保护8.4.3 使用手动复位电路断路器保护8.4.4 使用一个固态自复位的PPTC元件为机器人提供短路和过电流保护8.5 在稳压电路中防止过压损坏8.5.1 齐纳(zener)二极管的介绍8.5.2 使用齐纳二极管使电源断路以进行过电压保护8.5.3 选择适当的击穿电压8.5.4 购买齐纳二极管8.6 组合成一个可靠的机器人电源第9章 简易电机驱动器9.1 为什么使用电机驱动器?9.1.1 电机运行电压高于逻辑芯片所能提供的电压9.1.2 为电机输入高于逻辑芯片所能提供的电流9.1.3 电机噪声产生逻辑错误9.1.4 为电机提供稳压电源，还是未稳压电源9.2 电机4种工作模式的演示9.2.1 顺时针旋转9.2.2 逆时针旋转9.2.3 自由旋转／惰行(慢衰减)9.2.4 制动／停止(快衰减)9.3 单晶体管简单驱动9.3.1 NPN型双极性单晶体管电机驱动电路9.3.2 NPN型双极性单晶体管电机驱动器的实现9.3.3 PNP型双极性单晶体管电机驱动电路9.3.4 PNP型双极性单晶体管电机驱动器的实现9.4 将NPN和PNP两种电机驱动器一同使用9.4.1 由NPN和PNP共同组成的电机驱动器9.4.2 避免短路9.5 经典的双极性H桥9.5.1 H桥电路驱动电机顺时针旋转9.5.2 H桥电路驱动电机逆时针旋转9.5.3 H桥电制动(下回路)9.5.4 H桥电制动(上回路)9.5.5 H桥电路驱动下的惰行9.5.6 列举H桥其他的状态组合9.5.7 经典双极性H桥电路实现9.6 上回路的接口电路9.6.1 通过不调整逻辑芯片电压来避免使用接口电路9.6.2 通过调整H桥电路电压来避免使用接口电路9.6.3 使用NPN驱动PNP9.6.4 使用接口芯片9.7 精通电机控制第10章 高效大功率电机驱动器10.1 利用MOSFET驱动电机10.1.1 N-沟道单晶体管功率MOSFET电机驱动电路介绍10.1.2 通过电阻提供一个默认的输入值10.1.3 通过增加下拉电阻改进N一沟道功率MOSFET单晶体管电机驱动电路10.1.4 使用下拉电阻搭建N一沟道功率MOSFET单晶体管电机驱动电路10.1.5 P-沟道功率MOSFET单晶体管电机驱动电路介绍10.1.6 搭建P-沟道功率MOSFET单晶体管电机驱动电路10.1.7 功率MOSFET H桥介绍10.1.8 选择功率MOSFET10.2 用芯片驱动电机10.2.1 理想中的驱动芯片10.2.2 用4427系列作为独立的电机驱动器10.2.3 在一个芯片上得到经典的双极性H桥10.2.4 MC33887：一个功能强大的MOSFET H桥电机驱动器10.3 电机驱动器的评估10.3.1 电机驱动器功率传输的评估10.3.2 电机驱动器效率的评估10.4 总结第11章 制作一个红外测障传感器来检测对手及墙壁11.1 用一个通用模块来探测调制红外光，遥控器中都使用这种技术11.1.1 松下PNA4602M红外接收集成芯片介绍11.1.2 PNA4602M集成芯片的接线介绍11.1.3 测试PNA4602M芯片11.2 加一个发光二极管指示器来扩展检测电路11.2.1 加一个74ACl4反相器芯片来驱动发光二极管11.2.2 检查指示电路11.3 完成反射式检测器电路11.3.1 测试完整的反射式检测器装置11.3.2 38 kHz反射式探测器在无焊面包板上的实现11.4 让它工作起来第12章 反射式探测器的微调12.1 调整频率到38 kHz12.1.1 开始检测到信号和检测不到信号期间的中间位置12.1.2 使用一个可以测量频率的万用表12.1.3 使用示波器12.1.4 施密特反相器的作用12.1.5 诊断在电路调试过程中遇到的问题12.2 反射式探测器的局限性12.2.1 在室外或强光下不能工作12.2.2 无法检测某些特定物体12.2.3 无法检测到太远或过近的目标12.2.4 不能提供范围值12.3 准备应用在实际的机器人上第13章 Roundabout机器人13.1 避障机器人的检验13.1.1 Roundabout机器人的侧视图13.1.2 避障机器人的顶视图和底视图13.2 Roundabout机器人的电路13.2.1 电 源13.2.2 用简单逻辑控制方向13.3 制作Roundabout机器人的机体13.3.1 可用齿轮电机选择13.3.2 应具有的特征13.3.3 机器人机体的设计13.3.4 构造Roundabout机器人的中心平台13.3.5 检查Roundabout机器人的电机机构13.3.6 选择LEGO齿轮13.3.7 LEGO运动器件的物理极限13.3.8制作Roundabout机器人机座13.4 Roundabout机器人总结第14章 测试Roundabout机器人14.1 准备测试机器人14.1.1 所有控制器件调整到安全或适当位置14.1.2 一次测试一个模块14.1.3 测量闭合电路的阻抗14.1.4 把机器人放置在支架上14.1.5 检查电池电压和极性14.1.6 监测上电期间的电流变化14.2 调试机器人以及纠正小故障14.2.1 精确调整红外反射探测器14.2.2 触发双色LED14.2.3 传感器的测试14.2.4 混淆电机接线14.3 评估Roundabout机器人的性能14.3.1 在测试过程中解决问题14.3.2 测试机器人的所有功能14.3.3 挑战Roundabout机器人14.4 停止运动14.4.1 实验墙的评估14.4.2 对Roundabout机器人行走的评估14.4.3 减少探测中的不确定性14.4.4 竭尽所能，想尽一切办法第15章 如果我只有一个大脑15.1 摩托罗拉KX8微控制器15.2 比较微控制器和逻辑芯片15.2.1 选择一个性能超过微控制器的逻辑芯片15.2.2 选择一个性能优于逻辑芯片的微控制器15.3 微控制器的编程15.3.1 存储程序15.3.2判断程序存储空间15.3.3 写入程序15.3.4 没有网络的操作15.3.5 编译及下载程序15.3.6 调试程序15.4 探究微控制器的性能15.4.1 微控制器的封装形式15.4.2 微控制器的引脚15.4.3 微控制器的存储器15.4.4 微控制器的指令长度15.4.5 微控制器指令的复杂性15.4.6 微控制器的速度15.4.7 专用看门狗15.4.8 低电压看门狗15.5 选择一个微控制器15.5.1 用完了15.5.2 推荐使用摩托罗拉微控制器15.5.3 推荐使用Parallax BASIC Stamp15.5.4 到处打听15.6 祝你的机器人成功第16章 构建Roundabout机器人的子板16.1 转换成双层结构16.1.1 取代DIP插槽16.1.2 板与板之间的连接16.1.3 访问主板的困难16.1.4 屏蔽红外线反射检测器16.2 截取信号：遇到新的管理者16.2.1 保持有价值的功能16.2.2 红外检测信号的路线变更16.2.3 捕捉和终止停转状态16.2.4 电机及双极性控制线路的变更16.2.5 产生(几乎是)完全控制16.3 扩展功能16.3.1 检查微控制器的引脚16.3.2 驱动微控制器16.3.3 留下未用的中断引脚16.3.4 检测墙面和障碍物16.3.5 控制电机16.3.6 控制双极性LED16.3.7 读取按钮16.3.8 用DIP开关提供多路选择16.3.9 通过软件消抖16.3.10 制作音乐16.3.11 其余引脚用于扩展16.4 对机器人升级第17章 增加场地传感器模块17.1 光敏电阻检测亮度17.1.1 通过分压电路将阻值的变化转换为电压值的变化17.1.2 光敏电阻的非线性17.1.3 不同光敏电阻间的差异17.1.4 阻值上升或者下降的速度17.1.5 再次使用平衡的亮度检测电路17.2 使用光敏二极管IC检测亮度17.2.1 场地反射传感器电路介绍17.2.2 场地反射电路的实现17.3 循线而行17.3.1 自动检测标志线的亮度17.3.2 读取场地传感器的输出值17.3.3 传感器输出值的变换17.3.4 沿着黑色标志线行进17.3.5 使机器人的中心保持在黑色标志线的上方17.3.6 循线而行算法的改进17.4 机器人相扑竞赛17.4.1 参加相扑竞赛的Roundabout机器人17.4.2 DIP开关的设置策略17.5 可能扩充的功能第18章 烹饪一道机器人大餐18.1 音乐制作18.1.1 音频电路的描述18.1.2 音频电路的补充说明18.1.3 调整音量18.1.4 扬声器的驱动18.1.5 注意声音信号18.1.6 演奏一个音符18.1.7 演奏一首乐曲18.2 按比例放大机器人的本体18.2.1 制造一个双平台18.2.2 通过滑动的方式转圈18.2.3 自己动手建造一个较大的空间18.2.4 轮子的沟槽18.2.5 轴两端的支撑18.3 安装电机18.3.1 采用角支架安装电机18.3.2 使用右旋角斜齿轮传动装置来节省空间18.3.3 采用一个小直径的电机轴和一个整体式电机座，以符合LEG0块的互换性18.4 背着太阳能板漫步18.4.1 选择合适的轮子，实现平稳行驶18.4.2 障碍探测18.5 站在机器人的角度考虑问题18.5.1 给任何已有的机器人加一个无线摄像机18.5.2 浏览无线视频18.5.3 在无线摄像机中欣赏自己18.6 感谢附录 相关网址 |
