智能機器人制作進階

第1章　模擬機器人 …………………………………………………… 001
1．1　高熵系統(tǒng)與尋光機器人 ………………………………………………………… 002
1．1．1 尋光機器人機械部分的制作 ………………………………………………………… 002
1．1．2 尋光機器人電子部分的制作 ………………………………………………………… 004
1．1．3 高熵系統(tǒng) ……………………………………………………………………………… 006
1．1．4　結論 …………………………………………………………………………………… 007
1．2 2D光電跟蹤頭 …………………………………………………………………… 008
1．2．1 2D光電跟蹤頭的構造 ………………………………………………………………… 009
1．2．2 制作過程 ……………………………………………………………………………… 010
1．2．3 調試與思考 …………………………………………………………………………… 012
1．2．4 換個玩法 ……………………………………………………………………………… 014
第2章　神經(jīng)網(wǎng)絡機器人 ……………………………………………… 015
2．1　3D光電跟蹤頭 …………………………………………………………………… 016
2．1．1 材料的選擇 …………………………………………………………………………… 017
2．1．2 機械結構的制作過程 ………………………………………………………………… 019
2．1．3 電子部分的制作過程 ………………………………………………………………… 021
2．1．4 效果 …………………………………………………………………………………… 024
2．2 機器螞蟻 ………………………………………………………………………… 025
2．2．1　制作機器螞蟻 ………………………………………………………………………… 025
2．2．2　測試版螞蟻的制作 …………………………………………………………………… 028
2．2．3　經(jīng)典的BEAMant 6．0機器螞蟻的制作 ……………………………………………… 030
2．2．4　機器螞蟻的運行效果 ………………………………………………………………… 033
2．2．5　借助游戲模擬神經(jīng)網(wǎng)絡 ……………………………………………………………… 034
2．3 CPG小實驗 ……………………………………………………………………… 035
2．3．1　關于CPG ……………………………………………………………………………… 035
2．3．2　CPG步態(tài) ……………………………………………………………………………… 036
2．3．3 4 足機器人的制作 ……………………………………………………………………… 039
2．3．4　加入意識 ……………………………………………………………………………… 041
2．3．5　結論 …………………………………………………………………………………… 043
第3章　數(shù)字機器人 …………………………………………………… 044
3．1 基于Arduino 的機器龜 …………………………………………………………… 045
3．1．1 機器龜?shù)慕Y構部分 …………………………………………………………………… 045
3．1．2　用光驅外殼或飛盤制作機器人底盤 ………………………………………………… 048
3．1．3 機器龜?shù)碾娮硬糠?…………………………………………………………………… 050
3．1．4　為機器龜編程 ………………………………………………………………………… 053
3．1．5　自制Arduino 控制器 …………………………………………………………………… 054
3．2 打造人工小環(huán)境 ………………………………………………………………… 057
3．2．1　制作過程 ……………………………………………………………………………… 058
3．2．2　智能溫室控制器的使用方法 ………………………………………………………… 063
3．3 9自由度機器烏龜 ………………………………………………………………… 067
3．3．1 所需的工具和材料 …………………………………………………………………… 068
3．3．2　設計機器烏龜?shù)慕Y構件 ……………………………………………………………… 069
3．3．3　加工機器烏龜?shù)慕Y構件 ……………………………………………………………… 072
3．3．4　機器烏龜整體結構的組裝 …………………………………………………………… 074
3．3．5　機器烏龜?shù)碾娮硬糠?………………………………………………………………… 078
3．3．6 最后的總裝 …………………………………………………………………………… 080
3．4 機器手指 ………………………………………………………………………… 081
3．4．1 機器手指的設計 ……………………………………………………………………… 082
3．4．2 裝配 …………………………………………………………………………………… 084
3．4．3 結論 …………………………………………………………………………………… 086
3．5 6足機器人 ………………………………………………………………………… 087
3．5．1 6 足機器人的構成 ……………………………………………………………………… 088
3．5．2　裝配過程 ……………………………………………………………………………… 090
3．5．3　夾持器的安裝 ………………………………………………………………………… 101
3．5．4　手工制作機器人骨架 ………………………………………………………………… 105
3．6 傳感器、舵機、Arduino 和機器狗 ……………………………………………… 108
3．6．1 10 自由度機器狗 ……………………………………………………………………… 108
3．6．2 程序讓機器狗活起來 ………………………………………………………………… 114
3．6．3 一些隨機想法 ………………………………………………………………………… 115
3．7 數(shù)控焰火——“火神” …………………………………………………………… 116
3．7．1　“火神”的構思 ………………………………………………………………………… 116
3．7．2　機器手的制作 ………………………………………………………………………… 117
3．7．3　點火裝置的制作 ……………………………………………………………………… 125
3．7．4 加工底盤 ……………………………………………………………………………… 126
3．7．5　總裝 …………………………………………………………………………………… 127
3．7．6 “火神”的效果 ………………………………………………………………………… 129
3．7．7 結論 …………………………………………………………………………………… 131
3．8 模塊化智能小車制作全攻略 …………………………………………………… 132
3．8．1　成品模塊 ……………………………………………………………………………… 132
3．8．2　小車 …………………………………………………………………………………… 134
3．8．3　傳感器 ………………………………………………………………………………… 135
3．8．4　主控板 ………………………………………………………………………………… 137
3．8．5　電機驅動 ……………………………………………………………………………… 138
3．8．6　系統(tǒng)總裝 ……………………………………………………………………………… 139
3．8．7　程序模塊 ……………………………………………………………………………… 142
3．8．8　顯示模塊 ……………………………………………………………………………… 148
3．8．9　自制模塊 ……………………………………………………………………………… 150
3．9 簡單好玩的入門級雙足機器人 ………………………………………………… 154
3．9．1 機器人的結構設計 …………………………………………………………………… 155
3．9．2 結構部分的制作 ……………………………………………………………………… 156
3．9．3 電子部分的制作 ……………………………………………………………………… 157
3．9．4 程序部分 ……………………………………………………………………………… 160
3．10 用步進電機打造一輛繪圖小車 ………………………………………………… 161
3．10．1 42 步進電機 …………………………………………………………………………… 161
3．10．2 A4988驅動模塊 ……………………………………………………………………… 163
3．10．3 制作小車 ……………………………………………………………………………… 166
3．10．4 電子部分 ……………………………………………………………………………… 167
3．10．5 繪圖小車 ……………………………………………………………………………… 168
3．11 Arduino+Processing 制作極客風格繪圖機 …………………………………… 172
3．11．1 硬件 …………………………………………………………………………………… 172
3．11．2 軟件 …………………………………………………………………………………… 174
3．11．3 測試 …………………………………………………………………………………… 177
3．11．4 優(yōu)化 …………………………………………………………………………………… 178
3．11．5 硬件升級 ……………………………………………………………………………… 181
3．11．6 軟件優(yōu)化 ……………………………………………………………………………… 182
3．11．7 舵機的選擇 …………………………………………………………………………… 186
3．11．8 TSP藝術 ……………………………………………………………………………… 187
3．12 自制數(shù)控式多米諾骨牌碼放機 ………………………………………………… 190
3．12．1 設計思路 ……………………………………………………………………………… 190
3．12．2 制作碼牌機 …………………………………………………………………………… 192
3．12．3 控制程序 ……………………………………………………………………………… 194
3．12．4 問題和改進思路 ……………………………………………………………………… 200
3．13 畫蛋機 …………………………………………………………………………… 203
3．13．1 Sphere Bot …………………………………………………………………………… 203
3．13．2 畫蛋機的電子部分 …………………………………………………………………… 204
3．13．3 創(chuàng)客應該怎么選購工具 ……………………………………………………………… 206
3．13．4 畫蛋機的結構部分 …………………………………………………………………… 208
第4章　機器人衍生項目 ……………………………………………… 211
4．1 自制簡易數(shù)字式電子計算機 …………………………………………………… 212
4．1．1 運算器的設計 ………………………………………………………………………… 212
4．1．2　寄存器的設計 ………………………………………………………………………… 218
4．1．3　數(shù)據(jù)總線與輸入/ 輸出端的設計 ……………………………………………………… 218
4．1．4　簡易計算機的使用方法 ……………………………………………………………… 221
4．1．5　由繼電器構成的機電式加法機 ……………………………………………………… 222
4．2 自制簡易小臺鉆 ………………………………………………………………… 224
4．2．1 結構設計 ……………………………………………………………………………… 225
4．2．2 工具和材料準備 ……………………………………………………………………… 225
4．2．3 機械結構的制作 ……………………………………………………………………… 226
4．2．4 電路部分的制作 ……………………………………………………………………… 228
4．2．5 使用效果 ……………………………………………………………………………… 230
4．2．6 后記 …………………………………………………………………………………… 231
4．3 把玩時間——自制機電一體時鐘 ……………………………………………… 233
4．3．1 設計思路 ……………………………………………………………………………… 234
4．3．2 制作結構部分 ………………………………………………………………………… 235
4．3．3 制作電子部分 ………………………………………………………………………… 237
4．3．4 運行效果 ……………………………………………………………………………… 240
4．4 自制一臺簡單、實用的密碼機 ………………………………………………… 241
4．4．1 單碼加密法 …………………………………………………………………………… 241
4．4．2 設計密碼機 …………………………………………………………………………… 244
4．4．3 制作密碼機 …………………………………………………………………………… 245
4．4．4 總結 …………………………………………………………………………………… 248