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入门篇3

第1课 机器人概述3

1.1 机器人的起源3

1.1.1 哲学起源3

1.1.2 工程学起源7

1.2 机器人的定义7

1.3 机器人的发展8

1.3.1 第一代机器人9

1.3.2 第二代机器人9

1.3.3 第三代机器人10

1.4 机器人的基本构成10

1.4.1 机械本体10

1.4.2 驱动装置10

1.4.3 检测装置11

1.4.4 控制系统11

1.5 机器人的分类12

1.5.1 工业机器人12

1.5.2 军用机器人13

1.5.3 服务机器人13

1.5.4 危险作业机器人14

1.5.5 农业机器人14

1.5.6 娱乐机器人14

1.5.7 机械外骨骼15

1.5.8 虚拟机器人15

1.6 “创新制作”概念下的机器人16

第2课 制作器材和静态造型设计19

2.1 认识我们的制作器材19

2.1.1 连杆类零件20

2.1.2 平板类零件20

2.1.3 框架类零件21

2.1.4 辅助类零件21

2.1.5 空间关系22

2.1.6 零件库的生成与管理24

2.2 静态造型设计25

2.2.1 刚体结构25

2.2.2 可动结构25

2.2.3 机构造型设计练习26

第3课 电子设计基础28

3.1 电容28

3.1.1 电容器的型号命名方法29

3.1.2 电容器的分类29

3.1.3 常用电容器29

3.1.4 电容器主要特性参数32

3.1.5 电容器参数的基本公式32

3.1.6 电解电容的电参数34

3.1.7 电容器容量标示35

3.1.8 电容的作用36

3.1.9 电容的选择37

3.1.10 多层陶瓷电容（MLCC）37

3.1.11 钽电容替代电解电容的误区38

3.1.12 旁路电容的应用问题38

3.1.13 电容的等效串联电阻ESR39

3.1.14 电源输入端的X，Y安全电容39

3.2 二极管40

3.2.1 二极管概述40

3.2.2 二极管的工作原理42

3.2.3 半导体分立元器件命名方法42

3.2.4 二极管的特性43

3.2.5 特殊二极管46

3.2.6 二极管的应用46

3.2.7 二极管的类型47

3.2.8 半导体二极管的极性判别及选用55

3.2.9 几种常用二极管的特点61

3.2.10 电路设计中二极管选用准则63

3.3 电感64

3.3.1 电感器的作用与电路图形符号65

3.3.2 电感器的结构与特点65

3.3.3 电感器的种类66

3.3.4 电感线圈的主要特性参数67

3.3.5 常用线圈69

3.3.6 自感与互感70

3.3.7 最小值与最大值70

3.3.8 共模电感71

3.4 电阻74

3.4.1 电阻的型号命名方法74

3.4.2 电阻器的分类75

3.5.3 主要特性参数75

3.4.4 电阻器阻值标示方法75

3.4.5 电阻作用77

第4课 机械原理模块（1）78

4.1 功能模块的核心——直流电机78

4.1.1 直流电机组成结构78

4.1.2 直流电动机主要分类79

4.2 底盘的基本单元——驱动轮82

4.3 另一种轮子——转动机构84

4.4 仿生的基本单元——连杆组与偏心轮84

4.4.1 连杆组84

4.4.2 偏心轮86

4.5 机械的形象大使——齿轮组88

第5课 认识主控板90

5.1 走进Arduino 的世界90

5.1.1 什么是Arduino90

5.1.2 Arduino板子种类90

5.1.3 Arduino click90

5.2 Arduino 单片机91

5.2.1 Arduino单片机结构92

5.2.2 CPU内核95

5.2.3 存储器99

5.2.4 系统时钟104

5.2.5 电源管理及休眠模式105

5.2.6 系统控制和复位107

5.2.7 看门狗定时器111

5.2.8 I／O端口113

5.3 Arduino IDE安装115

5.4 Arduino驱动的安装116

5.5 Click，C1ick——按键就能控制119

5.6 Teaching Programming——按键就能编程120

5.7 认知Arduino与Minds控制板121

5.7.1 Minds控制板121

5.7.2 Arduino IDE安装122

5.7.3 Arduino系列板卡驱动的安装123

5.7.4 体验Arduino125

5.8 闪烁LED127

5.8.1 任务导航127

5.8.2 材料阅读127

5.8.3 动手操作129

5.8.4 探究思考130

5.9 走直线小车131

5.9.1 任务导航131

5.9.2 材料阅读131

5.9.3 动手操作131

5.9.4 探究思考133

5.9.5 视野拓展133

5.9.6 挑战自我133

5.10 避障小车133

5.10.1 任务导航134

5.10.2 材料阅读134

5.10.3 动手操作134

5.10.4 探究思考135

5.10.5 视野拓展135

5.10.6 挑战自我137

第6课 简单的传感器138

6.1 传感器的定义138

6.2 传感器的作用138

6.3 传感器的特点139

6.3.1 传号感器静态139

6.3.2 传感器动态139

6.4 传感器的组成139

6.5 传感器的分类140

6.5.1 按用途分类140

6.5.2 按原理分类140

6.5.3 按输出信号分类140

6.5.4 按制造工艺分类140

6.5.5 按测量目的分类140

6.5.6 按构成分类141

6.5.7 按作用形式分类141

6.6 常用种类的传感器141

6.6.1 电阻式传感器141

6.6.2 变频功率传感器142

6.6.3 称重传感器142

6.6.4 激光传感器143

6.6.5 霍尔传感器145

6.6.6 温度传感器145

6.6.7 无线温度传感器146

6.6.8 智能传感器146

6.6.9 光敏传感器147

6.6.10 生物传感器147

6.6.11 视觉传感器147

6.6.12 位移传感器148

6.6.13 压力传感器148

6.6.14 超声波测距离传感器149

6.6.15 24GHz雷达传感器149

6.6.16 一体化温度传感器149

6.6.17 液位传感器150

6.6.18 真空度传感150

6.6.19 电容式物位传感器151

6.6.20 锑电极酸度传感器151

6.6.21 酸、碱、盐浓度传感器151

6.6.22 电导传感器152

6.6.23 火焰传感器152

6.7 简单的传感器153

6.7.1 触碰传感器153

6.7.2 触须传感器153

6.7.3 声控传感器154

6.7.4 近红外传感器154

6.7.5 光强传感器155

6.7.6 闪动传感器156

6.7.7 示教循迹——黑标／白标传感器156

6.8 悬崖识别——传感器的综合应用158

第7课 编程入门160

7.1 编程语言基础160

7.2 C语言简介160

7.3 数据类型161

7.3.1 C语言中的数据类型161

7.3.2 变量162

7.3.3 整型数据165

7.3.4 浮点型数据170

7.3.5 字符型数据172

7.3.6 数据类型转换174

7.3.7 C算术运算符和算术表达式176

7.4 C语言中头文件的概念181

7.5 C语言中函数的概念182

7.6 C语言的选择结构183

7.6.1 关系运算符及其优先次序183

7.6.2 关系表达式184

7.6.3 逻辑运算符及其优先次序184

7.6.4 逻辑表达式185

7.6.5 单分支选择语句185

7.6.6 双分支选择语句186

7.6.7 多分支选择语句190

7.6.8 选择结构程序设计例192

7.7 C语言的循环结构194

7.7.1 while循环194

7.7.2 do while循环195

7.7.3 for循环196

7.7.4 break吾句198

7.7.5 continue吾句200

7.8 数组203

7.8.1 一维数组的定义及初始化203

7.8.2 二维数组的定义及初始化206

7.8.3 字符数组的定义及初始化209

7.8.4 字符串函数210

7.9 预处理命令216

7.9.1 ＃include命令217

7.9.2 宏定义217

7.9.3 带参数的宏定义220

7.9.4 条件编译222

7.10 指针225

7.10.1 地址和指针的概念225

7.10.2 指针变量和指向变量的指针变量226

7.10.3 数组与指针235

7.10.4 字符串与指针240

7.10.5 指针型函数243

7.10.6 指针数组245

7.10.7 指向指针的指针248

7.11 结构体与共用体250

7.11.1 结构体变量250

7.11.2 结构体数组253

7.11.3 指向结构体类型数据的指针254

7.11.4 共用体258

7.11.5 枚举类型259

7.11.6 用typedef定义类型260

7.12 位运算符和位运算261

第8课 C＋＋编程265

8.1 C＋＋历史简介265

8.2 C＋＋的优点266

8.3 C＋＋面向对象的编程267

第9课 Java概述271

9.1 Java语言概述271

9.2 Java语言的特点272

9.3 Java面向对象编程273

9.3.1 面向对象思想介绍273

9.3.2 面向对象程序编写274

第10课 创客的开源工具——Arduino276

10.1 配置编程环境276

10.1.1 C语言界面276

10.1.2 图形化界面277

10.1.3 常用图块与函数278

10.2 Hello World——我的第一个程序279

10.3 blink程序283

10.4 呼吸灯程序283

第11课 控制电机和小车286

11.1 驱动直流电机286

11.2 双轮万向小车的组装287

11.3 左转右转原地转——编程控制一个双轮小车288

11.4 编程思想288

11.5 各种轮式底盘的设计290

第12课 避障与循迹293

12.1 if…else语句293

12.2 红外避障小车294

12.3 黑标循迹小车298

进阶篇302

第13课 机械原理模块（2）302

13.1 棘轮与棘爪302

13.2 轮系机构303

13.2.1 机器四足兽304

13.2.2 变形车304

13.2.3 机器蜥蜴304

13.3 连杆伸缩结构305

13.4 舞动的机械——空间连杆305

13.5 履带模块306

第14课 进阶级主控板308

14.1 电子堆堆乐——主控板与扩展板308

14.2 接口与功能309

14.3 连接直流电动机和传感器311

第15课 摆动和关节模块313

15.1 驱动伺服电动机313

15.1.1 简介313

15.1.2 舵机的控制方法313

15.1.3 舵机的原理314

15.2 各种摆动机构举例315

15.3 串联式机器人单元——关节模块316

15.4 二自由度云台317

第16课 机械臂319

16.1 组装机械手爪319

16.2 机械手爪的不同方案319

16.3 for循环的应用——机械手爪控制320

16.4 三自由度机械臂的组装322

16.5 三自由度机械臂的控制323

第17课 电子模块的串口监测329

17.1 串口监视器329

17.2 数字量监测331

17.3 模拟量监测332

17.4 蓝牙模块333

第18课 超声测距传感器336

18.1 参数与功能简介336

18.2 串口监视器测值338

18.3 测距算法详解338

18.4 超声雷达341

第19课 加速度传感器347

19.1 参数与功能简介347

19.2 串口监视器测值347

19.3 姿态控制系统349

第20课 颜色识别传感器351

20.1 参数与功能简介351

20.2 串口监视器测值353

20.3 颜色识别系统355

第21课 温湿度传感器362

21.1 参数与功能简介362

21.2 串口监视器测值362

21.3 简易温控系统365

第22课 简易仿生机器人367

22.1 机器恐龙的组装367

22.2 简易4足机器人的组装367

22.3 齿轮式四足机器人的组装369

22.4 六足机器人的组装369

22.5 仿生昆虫触须避障370

第23课 摇杆模块371

23.1 参数与功能简介371

23.2 控制直流电动机371

23.3 贪食蛇游戏机373

23.4 Birdmen扩展板376

第24课 月球车模型377

24.1 月球车模型的机械设计377

24.2 手机端控制方法377

24.3 源代码379