樂高機器人高級編程：傳感器與機械臂（簡體書）

樂高EV3機器人是一個可實現多種創意的STEAM教育工具。《樂高機器人高級編程――傳感器與機械臂》在EV3教育套裝和配件庫的基礎上，從機器人傳感器和機械臂的角度，通過100多個機器人案例，講述機器人傳感器、移動機器人設計、機械結構設計、機械臂設計和程序設計。書中還融入了與機器人有關的科學探究活動，在學習物理知識的同時，理解編程與機器人“真實處境”的關係。由於移動機器人主體設計簡易，具有兼容多個傳感器、電機和機械臂的特點，避免了在完成不同任務時的重複搭建。本書深度融合物理、數學、計算機等學科知識，旨在激發讀者的創造力和想像力，幫助讀者在機器人活動和競賽中設計出性能優越、更具創意的作品。
本書可作為小學生和中學生學習機器人的教材或參考用書，也可作為機器人競賽的指導用書。由於書中的每一個機器人案例都給出了詳細的講解和參考性方案，也適合科技愛好者在自學時選用。

目 錄

第1章 機器人的運動

1.1 機器人編程基礎 2

1.1.1 認識機器人 2

1.1.2 基礎編程模塊 5

1.1.3 程序編程 10

1.2 電機與角度傳感器 13

1.2.1 機器人電機 13

1.2.2 電機編程 13

1.2.3 密碼鎖 19

1.2.4 射擊的槍 21

1.2.5 振動與共振 22

1.2.6 測量物體的直徑 25

1.3 讓機器人動起來 27

1.3.1 機器人設計 28

1.3.2 機器人移動模塊 29

1.3.3 機器人行走正方形 30

1.3.4 循環模塊 31

1.3.5 機器人感知自己的處境 32

1.4 機器人加速 33

1.4.1 變量與常量模塊 33

1.4.2 機器人加速 34

1.5 機器人定位 39

1.5.1 邏輯運算模塊 39

1.5.2 智能單開門 40

1.5.3 智能對開門 41

1.5.4 機器人垂直定位 42

1.5.5 機器人沿牆壁定位 44

1.5.6 機器人移動指定距離 45

1.5.7 機器人運送物體 46

第2章 機器人的觸覺

2.1 觸動傳感器 49

2.1.1 觸動傳感器 49

2.1.2 程序塊按鈕模塊 50

2.1.3 查看傳感器數據 51

2.1.4 電風扇 52

2.1.5 反應時間的測量 54

2.2 遙控機器人 55

2.2.1 切換模塊 56

2.2.2 觸動傳感器遙控機器人 58

2.3 機器人避障 61

2.3.1 隨機模塊 61

2.3.2 機器人避障 62

2.3.3 機器人前後避障 64

2.3.4 機器人仿生―螞蟻 66

第3章 機器人的聽覺

3.1 超聲波傳感器 70

3.1.1 超聲波傳感器 70

3.1.2 身高的測量 72

3.1.3 智能道閘 74

3.1.4 攻擊的鴨子 75

3.2 機器人跟隨 77

3.2.1 跟機器人打個招呼 77

3.2.2 機器人探測懸崖 80

3.2.3 超聲波避障機器人 81

3.2.4 機器人跟隨 82

3.3 機器人尋障 83

3.3.1 循環中斷模塊 84

3.3.2 比較模塊 85

3.3.3 機器人尋找出口 86

3.3.4 機器人搜尋障礙物 87

3.3.5 機器人探測障礙物的高度 89

3.3.6 機器人探測牆壁的距離 91

3.4 機器人繞障 93

3.4.1 機器人繞過杯子 93

3.4.2 機器人繞過牆壁 95

第4章 機器人的視覺

4.1 顏色傳感器 100

4.1.1 顏色傳感器 100

4.1.2 測量電機旋轉的圈數 103

4.1.3 機器人往返跑 106

4.1.4 分揀機器人 107

4.1.5 探測小車運動的快慢 111

4.1.6 陣列運算與顏色檢測 112

4.2 機器人漫步懸崖邊 115

4.2.1 機器人停步懸崖邊 116

4.2.2 機器人漫步懸崖邊 117

4.2.3 沿黑線行走的機器人 118

4.2.4 機器人尋線 120

4.3 機器人巡線 122

4.3.1 機器人巡線 122

4.3.2 巡線機器人避障 128

4.3.3 “T”形路徑巡線 129

4.4 機器人巡線思想與應用 131

4.4.1 範圍模塊 131

4.4.2 機器人巡線思想 131

4.4.3 同步移動的機器人 132

4.4.4 起重機 135

4.4.5 指南針 136

第5章 機器人的姿態

5.1 陀螺儀傳感器 140

5.1.1 陀螺儀傳感器 140

5.1.2 機器人轉彎角度的測量 141

5.1.3 機器人自轉速率的測量 142

5.1.4 陀螺儀 143

5.1.5 巡線機器人轉彎角度的測量 147

5.1.6 機器人的黑匣子 149

5.2 識方向的機器人 152

5.2.1 姿態恢復的機器人 152

5.2.2 機器人走正方形 154

5.3 越障機器人 156

5.3.1 履帶機器人 156

5.3.2 機器人爬坡 158

5.3.3 機器人下坡 159

5.3.4 機器人越障 160

5.4 機器人行走迷宮 162

5.4.1 機器人單彎道行走 162

5.4.2 機器人行走迷宮 165

5.5 機器人測速 170

5.5.1 測量電機的轉速 170

5.5.2 測量機器人自轉的轉速 171

5.5.3 測量機器人移動的速度 172

5.5.4 超聲波傳感器測速 173

第6章 機器人與藍牙通信

6.1 給機器人發消息 176

6.1.1 藍牙連接 176

6.1.2 消息傳遞模塊 177

6.1.3 藍牙遙控機器人加速 179

6.1.4 離心現象與機器人 181

6.2 無線遙控機器人 184

6.2.1 多序列切換模塊 185

6.2.2 程序塊按鈕遙控機器人 187

6.2.3 觸動傳感器遙控機器人 189

6.2.4 電機旋轉遙控機器人 191

6.3 超視距遙控機器人 194

6.3.1 遙控避障機器人 194

6.3.2 超視距遙控機器人返航 197

第7章 機器人與機械臂

7.1 機械手 201

7.1.1 機械手設計 201

7.1.2 兇猛的鱷魚 208

7.1.3 機械手取物 210

7.1.4 機械手為用戶倒水 211

7.2 機械臂 214

7.2.1 機械臂設計 214

7.2.2 機械臂編程 219

7.3 掃地機器人 222

7.3.1 設計掃地機器人 223

7.3.2 清障機器人 227

7.4 投籃機器人 229

7.4.1 機器人投籃 229

7.4.2 機器人多距離隨機投籃 232

7.4.3 機器人多角度拋射投籃 233

7.5 搬運機器人 234

7.5.1 搬運機器人設計 235

7.5.2 機器人搬運貨物 236

7.5.3 遙控機器人搬運貨物 239

7.5.4 機器人堆高貨物 243

7.6 撿球機器人 244

7.6.1 機器人巡線撿球 244

7.6.2 機器人撿球入筐 247

7.7 排爆機器人 250

7.7.1 機器人轉移危險物品 250

7.7.2 自動避障的排爆機器人 254