趣味机器人入门

　　目前，我国各类教育都特别重视学生“动手能力”的培养。但“动手能力”不等于“创新能力”，“动手能力”由于受学科限制具有很强的局限性。多学科的理论基础、熟练的实践能力、强烈的创新意识是培养“创新能力”的必备条件。但是，机械、电子、计算机、生物等多学科知识，其太强理论性使培养“创新能力”的教学工作难于开展，仅深奥且枯燥的多学科理论知识就足以让人望而怯步了。

　　本书编写团队一直在探索一种能结合多学科知识，在一种“轻松”甚至是“玩”的气氛中进行学习的方法与载体。8年前，本书编写团队的主要成员将乐高教育机器人系列产品引入教学，在组织实施过程中不断探索教学方法，精心设计教学项目，通过多年实践取得了一些经验，现整理成书，与广大教育工作者和读者分享。

　　我们的老师、父母等长辈用他们全部的爱，为成长中的孩子定了太多的“规矩”，孩子们被要求将大量的时间花在练琴、学画、写作业等“有用的事情”上； 不允许孩子们把时间花在和泥巴、玩积木、搭城堡等“无用的事情”上。有用与无用是可以转化的，今天“无用的事情”也许就是明天最“有用的事情”。常规思维模式束缚了我们的思想与心智，常规生活形态限定了我们“可怜”的眼界，只有打破这些常规，我们才能获得“创新能力”。

　　对同一问题产生尽可能多的解决方案是培养“创新能力”一种良好的办法。

　　本书基于创新教育载体——乐高教育机器人，通过一个个项目的解决过程来介绍相关的理论知识，本书提供的解决方案仅仅作为参考。学生组成的研究小组针对项目解决方案，相互间可以讨论、说服、甚至“争吵”，每一位学生都直接参与到学习的过程中，可以按自己的思路去思考。

　　通过一个个创新项目相关理论知识的介绍，有助于深刻理解相关理论，淡化了专业知识和技能，通过强化项目解决方案的数量和种类，提高学生的创新意识和创新能力。通过此书地学习和实践训练，可以极大地拓展知识面、提高创新意识和创新能力，增强团队合作能力。相关的理论知识，可以由老师在项目结束后概括性地讲授，也可以由个人根据需要自己阅读。

　　本书所用传感器及乐高传感器补丁软件均由深圳奥特森科技有限公司提供，深圳奥特森科技有限公司的课程组团队负责完成全部的传感器实验及其他实验项目。该书的初稿形成于2007年3月，经过深圳职业技术学院等学校8年的使用，现在的内容在初稿基础上做了许多修改、删减及增加。在此对深圳奥特森科技有限公司及深圳职业技术学院表示感谢！

　　全书由仲照东设计并负责统稿，编写人员有仲照东、马金平、李益民、孙建军。

　　由于该内容在国内是第一次编写，限于水平，不妥之处在所难免，敬请学界同仁和广大读者批评指正。

　　编写小组

　　2015年6月

　　于深圳职业技术学院

单元一认识机器人

项目一认识机器人

项目二认识LEGO教育机器人

单元二机器人的驱动能源

项目一压缩空气动力能源动力车

项目二橡皮筋动力源的机器人动力车

项目三太阳能动力源的机器人动力车

项目四电容器存储的电量为动力源的机器人动力车

项目五水流发电机

单元实践活动

单元三机器人的机械零件与机构

项目一非常慢的钟

项目二能和蜗牛比慢的电动车

项目三投石战车

项目四刮雨器

项目五行走机器人

项目六可转动的传送带

项目七永不停止的“汽车活塞”

项目八起重机

项目九四驱赛车

项目十机械手臂

单元实践活动

单元四机器人常用的传感器

项目一能抓鸡蛋的机械手

项目二温度控制的排风扇

项目三湿度控制的去湿机器人

项目四“好色”机器人

项目五穿越隧道的机器人

项目六绕障机器人

项目七能回原地的机器人

项目八自动平衡机器人

项目九探索污染区的机器人侦察兵

项目十遇障退让机器人(超声波传感)

项目十一听话的机器人(声音传感器)

项目十二探矿机器人(磁场传感器)

项目十三全自动分拣机器人(光电门传感器)

项目十四寻找金币的机器人(金属传感器)

单元实践活动

单元五机器人的执行装置

项目一搬运机器人

项目二会射门的机器人

项目三压缩空气动力源的机器人

项目四气动机械手指

项目五比赛机器人展示

单元实践活动

单元六机器人的计算机技术

项目一认识RCX

项目二认识NXT

项目三认识EV3

项目四缩头乌龟

项目五追光机器人

项目六光控巡线机器人

项目七家庭卫士(互联网远程控制机器人)

项目八影子机器人(蓝牙控制机器人)

项目九手机控制机器人

项目十会玩魔方的机器人

单元实践活动

单元七机器人应用的技术

小单元一机器人编程语言的开发及应用

项目一在NXT上运行的其他图形编程语言(LeJOS NXJ)

项目二利用Scratch2．0图形编程语言控制EV3 (LeJOS EV3)

项目三S4A图形编程语言(Scratch变形)

项目四Autosen图形编程软件

小单元二机器人硬件电路的开发及应用

项目一51单片机机器人硬件电路及结构

项目二Arduino机器人硬件电路及结构

小单元三机器人传感器的开发及应用

小单元四机器人直流电机及舵机的开发及应用

单元实践活动

单元八乐高NXT的其他应用

项目一酸碱滴定曲线实验

项目二比尔定律实验

项目三欧姆定律实验

项目四玻意耳定律实验

项目五发芽种子的热量实验

项目六水中的溶解氧实验

单元九机器人竞赛活动

项目一机器人竞赛大会介绍

项目二机器人相扑比赛

项目三机器人搜救比赛

项目四机器人投篮比赛

项目五机器人舞蹈比赛

项目六走迷宫

项目七秦皇陵探险

　　《趣味机器人入门：基于乐高教育机器人的创新设计》基于乐高机器人的本体，通过RCX机器人、NXT机器人、EV3机器人、Scratch机器人、Ardunio机器人等一个个具体使用项目来介绍机器人，内容涉及机械结构、驱动电路、传感器原理、互联网应用、蓝牙技术等。本书通过项目的展示、分析，用通俗的语言介绍机器人的理论知识和专业技术。在具体实践中，对于项目操作，读者可参考书中流程采用灵活多样的不同去实现，以期不断提高自身的创新能力。本书使用大量的照片真实展现机器人的组装过程、图形化编程语言程序、比赛机器人的机械结构，同时还介绍了一些机器人比赛的规则及项目。