智能機(jī)器人制作完全手冊(cè)（第2版）

第1 章 機(jī)器人來(lái)了
01 　 從小車(chē)開(kāi)始你的機(jī)器人愛(ài)好之旅．．．．2
1．1　小車(chē)的整體控制系統(tǒng)．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2
1．2 傳感器部分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3
1．3 控制器部分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4
1．4 執(zhí)行器部分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 6
1．5　后記 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 7
02 　制作機(jī)器人該用什么單片機(jī)．．．．．．9
2．1 入門(mén)首選 AT89S51 系列
單片機(jī)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 9
2．2 愛(ài)好者制作機(jī)器人首選
AVR 系列單片機(jī)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 9
2．3 高級(jí)機(jī)器人控制器 ARM．．．．．．．．．．．10
2．4 音頻/ 視頻處理首選 DSP．．．．．．．．．10
2．5 新興控制器 FPGA．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 11
2．6 更多可供選擇的單片機(jī)．．．．．．．．．．．．． 11
2．6．1 AVR 單片機(jī)過(guò)時(shí)了嗎？．．．．．．．．．．．． 11
2．6．2 MSP430 系列單片機(jī)如何？．．．． 12
2．6．3 PIC 單片機(jī)如何？．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 12
2．6．4 凌陽(yáng)單片機(jī)如何？．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 12
03 　制作機(jī)器人常用的傳感器．．．．．．． 14
3．1 用于避障的傳感器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
3．2 用于測(cè)距的傳感器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
3．3 用于亮度判斷的傳感器．．．．．．．．．．．．．16
3．4 用于測(cè)量速度的傳感器．．．．．．．．．．．．．16
3．5 用于檢測(cè)地面灰度的傳感器．．．．．．17
3．6 其他．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
04 　談?wù)剻C(jī)器人的安裝．．．．．．．．．．．．．．．．． 19
4．1 制作忠告．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
4．2 框架結(jié)構(gòu)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 20
4．3 零部件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 20
4．4 固定方式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 20
4．5 車(chē)輪．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 20
4．6 電機(jī)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
4．7 安裝機(jī)器人電池．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
4．8 電子電路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
4．9 布置傳感器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 22
05 　我的機(jī)器人制作體驗(yàn)．．．．．．．．．．．．．．23
06 　機(jī)器人愛(ài)好者如是說(shuō)．．．．．．．．．．．．．．27
第2 章 SolidWorks 幫你完成
機(jī)器人設(shè)計(jì)
07 　零件的三維建模．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32
08 　零件的虛擬裝配．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37
09 　模擬并分析你的機(jī)器人零件．．．．．．．．．41
第3 章 多足機(jī)器人
10 　 我的第一個(gè)機(jī)器人—
6 足甲蟲(chóng)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 46
10．1 制作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 46
10．2 元器件的選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 46
10．3 制作過(guò)程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 47
10．3．1 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)與3D 驗(yàn)證．．．．．．．．．．．．．．．．．． 47
10．3．2 機(jī)械配件的數(shù)控加工．．．．．．．．．．．．．．．．． 48
10．3．3 整體裝配．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 49
10．3．4 軟件調(diào)試．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 50
10．4 小結(jié)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51
11 　 基于AVR 單片機(jī)的
6 足機(jī)器昆蟲(chóng)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52
11．1 基本機(jī)械結(jié)構(gòu)的制作．．．．．．．．．．．．．．． 52
11．2 控制電路的制作．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 53
11．3 結(jié)構(gòu)完善．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 56
11．3．1 加強(qiáng)關(guān)節(jié)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 56
11．3．2 安裝加固底盤(pán)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 56
11．3．3 加大鋰電池容量．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 57
11．3．4 增加指示燈．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 57
11．3．5 縮短腿部長(zhǎng)度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 57
11．4 初步行走．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 58
12 　進(jìn)擊的多足巨獸．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59
13 　6 足坦克誕生記．．．．．．．．．．．．．．．．． 63
13．1 拼裝版蜘蛛機(jī)器人．．．．．．．．．．．．．．．．．． 63
13．2 加裝炮臺(tái)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 65
13．3 鐵質(zhì)6 足移動(dòng)平臺(tái)．．．．．．．．．．．．．．．．． 65
13．4 再次加裝炮臺(tái)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 67
第4 章 相撲機(jī)器人
14 　一起來(lái)認(rèn)識(shí)相撲機(jī)器人．．．．．．．．．．．70
14．1 機(jī)器人相撲比賽簡(jiǎn)介．．．．．．．．．．．．．． 70
14．2 形形色色的相撲機(jī)器人．．．．．．．．．． 72
15 　相撲機(jī)器人制作指南．．．．．．．．．．．．．．76
15．1 控制器的選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 76
15．1．1 LEGO EV3 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 76
15．1．2 Arduino．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 77
15．2 電機(jī)、車(chē)輪及電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的
選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 78
15．2．1 電機(jī)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 78
15．2．2 車(chē)輪．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 79
15．2．3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 80
15．3 傳感器的選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．81
16 　一起來(lái)制作自主式相撲機(jī)器人．．．． 83
16．1 相撲機(jī)器人車(chē)身的制作．．．．．．．．．．． 83
16．2 編程要點(diǎn)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 86
第5 章 低成本開(kāi)源互動(dòng)
機(jī)器人BOXZ
17 　“盒仔”家里造．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．92
17．1 工具和材料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 92
17．2 BOXZ 板塊的制作．．．．．．．．．．．．．．．．． 93
17．3 盒仔的組裝．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 94
17．4 Arduino 程序和調(diào)試．．．．．．．．．．．．．． 99
17．5 盒仔的更多故事．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 99
18 　 通過(guò)Android 手機(jī)控制
BOXZ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．101
18．1 BOXZ 的控制原理．．．．．．．．．．．．．．．． 101
18．2 Arduino 硬件部分．．．．．．．．．．．．．．．．102
18．3 Arduino 軟件部分．．．．．．．．．．．．．．．．104
18．4 BOXZ Android 客戶(hù)端．．．．．．．．．105
18．5 Android 開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建及
BOXZ 源代碼介紹．．．．．．．．．．．．．．．．108
18．6 擴(kuò)展應(yīng)用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 112
19 　BOXZ Mini 制作全過(guò)程．．．．．．．114
19．1 什么是BOXZ Mini ？．．．．．．．．．．． 114
19．2 組裝過(guò)程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 115
19．3 互動(dòng)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 121
19．4 調(diào)試．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．124
19．5 通信．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．126
19．6 結(jié)束語(yǔ)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．126
20 　通過(guò)網(wǎng)頁(yè)無(wú)線遙控盒仔．．．．．．．．． 128
20．1 配置Zigbee 模塊．．．．．．．．．．．．．．．．．128
20．1．1 配置路由器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 128
20．1．2 配置協(xié)調(diào)器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 128
20．2 Intel Edison 網(wǎng)關(guān)搭建．．．．．．．．．．129
20．2．1 設(shè)備準(zhǔn)備．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 129
20．2．2 硬件組裝．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 129
20．3 BOXZ Mini 搭建．．．．．．．．．．．．．．．．．．129
20．4 整體調(diào)試．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．130
20．5 控制命令說(shuō)明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 131
21 　 DIY 項(xiàng)目從原型到量產(chǎn)的
成長(zhǎng)歷程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 133
2011 年 懵懂的ROBOT 之夢(mèng)．．．．．．．133
2012 年 興起的Arduino 之熱．．．．．．．134
2013 年 創(chuàng)新的BOXZ 之路．．．．．．．．．142
2014 年 騰飛的BOXZ 之翼．．．．．．．．．145
2015 年 執(zhí)著的BOXZ 之心．．．．．．．．．150
結(jié)束語(yǔ)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 151
第6 章 人形機(jī)器人
22 　一起來(lái)玩雙足機(jī)器人吧?。?154
22．1 裝配過(guò)程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．155
22．2 如何讓雙足機(jī)器人行走起來(lái)．．．．．157
22．3 控制程序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．157
22．4 思路擴(kuò)展—雙足機(jī)器人還能
做什么．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．157
23 　現(xiàn)實(shí)版鐵甲鋼拳來(lái)了!．．．．．．．．．． 159
23．1 人形機(jī)器人的制作．．．．．．．．．．．．．．．．160
23．2 動(dòng)作序列的制作．．．．．．．．．．．．．．．．．．．162
23．3 遙控端的設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．164
24 　鐵甲鋼拳威力加強(qiáng)版．．．．．．．．．．．． 167
24．1 程序設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．168
24．2 制作過(guò)程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．169
25 　讓鐵甲鋼拳隨你而動(dòng)．．．．．．．．．．．． 172
25．1 制作步驟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．172
25．2 Numchuck 的用法．．．．．．．．．．．．．．．174
26 　用語(yǔ)音控制鐵甲鋼拳．．．．．．．．．．．． 176
第7 章　精彩制作實(shí)例
27 　 用8×8 LED 點(diǎn)陣屏做的
3D 打印小機(jī)器人．．．．．．．．．．．．．． 182
27．1 再現(xiàn)原設(shè)計(jì)的制作過(guò)程．．．．．．．．．182
27．2 設(shè)計(jì)優(yōu)化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．184
28 　DIY 自平衡機(jī)器人．．．．．．．．．．．．．．． 186
28．1 原理簡(jiǎn)介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．186
28．2 制作過(guò)程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．187
29 　 用Arduino 自制無(wú)線遙控
機(jī)器人．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 192
29．1 總體設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．192
29．2 Arduino 下位機(jī)設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．192
29．2．1 機(jī)械部分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 192
29．2．2 電路部分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 194
29．2．3 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 196
29．3 機(jī)器人上位機(jī)設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．197
29．3．1 遙控器設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 197
29．3．2 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 198
29．4 整體調(diào)試．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．199
29．5　結(jié)束語(yǔ)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．201
30 　開(kāi)源群體機(jī)器人X-Bot．．．．．．．202
30．1 功能特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 202
30．2　規(guī)格說(shuō)明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 202
30．3　硬件結(jié)構(gòu)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 203
30．4　電路原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 203
30．5　軟件架構(gòu)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 203
30．6　關(guān)鍵技術(shù)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 204
30．6．1　紅外收發(fā)硬件設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 204
30．6．2 紅外多功能復(fù)用設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．． 204
30．6．3　電機(jī)固定方式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 204
30．7　后記．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 206
31 　 300 元打造屬于自己的
水下機(jī)器人．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．207
31．1 硬件構(gòu)成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 207
31．1．1 Arduino Pro mini 及
CP2102 下載線．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 207
31．1．2 MPU6050 模塊．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 208
31．1．3 L298N 電機(jī)驅(qū)動(dòng)板模塊．．．．．．．． 208
31．1．4 LED 照明模塊．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 209
31．1．5 攝像模塊．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 209
31．1．6 電源模塊．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 209
31．2 系統(tǒng)構(gòu)架與設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 209
31．2．1 硬件設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 209
31．2．2 軟件系統(tǒng)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 210
31．3 密封及浮態(tài)調(diào)整．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．212
32 　 低成本打造Booby
家庭服務(wù)機(jī)器人．．．．．．．．．．．．．．．．．． 214
32．1 履帶底盤(pán)的設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．215
32．2 機(jī)械臂的設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．215
32．3 機(jī)械臂測(cè)試程序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．216
32．4 視頻傳輸功能的設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．218
32．5 語(yǔ)音交流及眼睛動(dòng)作的設(shè)計(jì)．．．． 219
32．6 眼睛控制程序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．219
32．7 短信報(bào)警功能的設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．221
32．8 總結(jié)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 222