本书是一本制作机器人的入门教程，书中详细介绍了制作机械人的每个步骤，其中包括30多个机器人，并用上百幅图指导你学习每一个技能。随着项目的深入，你会从初学者渐渐成长为专家，通过驱动电机、配置传感器、构建底盘、在Arduino微控制器上进行编程等方式制作更加高级的机器人。
机器人的能力通常令人难以置信。一些复杂的机器人甚至可以用来制造汽车或者挖掘隧道，这些机器人不但需要具备移动和搬运的能力，而且工作时需要很高的精准度。还有一些实验机器人可以进行外科手术，用于切割和缝合伤口。
机器人在某种程度上有一些科幻的意味—那些机器人创造者是如何制作出这些奇妙的东西的？其实机器人并没有科幻色彩。机器人都是由人制作的，所以我们也可以制作机器人！本书的第1章命名为“你，机器人的创造者”，是因为它就是这本书要讲的内容—了解所有关于机器人的零部件，比如电机、控制器、机械钳、轮子等，在此之后，就可以开始自己制作机器人。
本书中讲解制作的机器人可能不会挖隧道或者做外科手术，但是当你学会制作简单的机器人后，只要了解其他机器人的相关知识和零部件，就可以制作其他机器人。
内容简介
本书各章的内容如下所示。
第1章从一个由来已久的问题开始：机器人究竟是什么？你会了解各式各样的机器人，甚至会看到一些荒谬的机器人设计，比如使用振动电机来移动的机器人。
第2章分享了世界上其他机器人爱好者制作的一些机器人，这些机器人形状和部件配置各异。
第3章介绍了如何制作一个带轮子的可以移动的机器人，该章是全书最基础的一章，可以让你很好地了解整本书的风格。
第4章讲述了有关太阳能的知识，然后根据了解的相关知识制作一个利用太阳能的转盘机器人。
第5章探讨了两种关于如何操控机器人的很酷的技术：一种是Arduino微控制器；另一种是经典的无线电控制设备。
第6章介绍了一些编程的基础知识，这些知识可以更深层地了解Arduino的世界。
第7章探讨了两种运用红外线这种不可见光的方式：一种是被动方式，如遥控接收器检测有没有可接收信号；另一种是主动方式，如使用红外线灯检测活动位置等。
第8章介绍了用于制作机器人的一些很实用方便的零件包，讨论了多种塑料和金属零件包，你还将了解如何使用零件包制作机器人底盘。
第9章总结了完成一个机器人项目所需要的所有工具。
第10章通过研究用于感知外部世界的机械钳、机械爪和其他机械臂，总结了三个有关机器人工具的章节。
第11章研究了水上机器人，并介绍了如何制作一个水上漂浮机器人。
第12章介绍了可以绘画或者上色的机器人，并且介绍了如何制作一个可以用粉笔画画的机器人。
第13章是在线章节，可参阅：https://github.com/hzbooks/robot-builder。该章探索了连接互联网的机器人，然后介绍如何制作一个可以发短信的机器人。
我希望这本书会帮助你了解机器人，激发你的灵感，使你成为一名机器人创造者。
计算机\人工智能
John Baichtal曾帮助过成千上万的人开始学习机器人学。他了解初学者需要什么，知道初学者会遇到的问题，也明白初学者在哪里需要帮助。现在，他将这些实践知识一起放到了这本非常简单的教程中。
数百张图片指导你完成每一步，每一个技能。开始很简单，你会在第1章就制作可工作的机器人。接着你的技能会成长为专家级：驱动电机，配置传感器，构建底盘，甚至在低成本的Arduino微控制器上编程。
通过阅读本书，你将学到：
• 使用电机和轮子让机器人移动
• 制作太阳能驱动的机器人，可以使机器人脱离电池工作
• 通过Wi-Fi、无线电，甚至互联网控制机器人
• 给机器人编码响应传感器输入
• 使用标准TV远程控制机器人
• 制作可以检测以使用Nerf飞镖射击入侵者的机器人
• 通过机械手臂抓取和携带物体
• 制作可以漂浮、潜水和“游泳”的水上机器人
• 制作可以绘画或者绘制艺术品的“艺术机器人”
• 让机器人在执行特殊行动时发送文本消息
• 发现当下新一代对爱好者友好的机器人套件
• 组织你最终的机器人制作者工具箱
• 掌握简单的安全程序
[美]约翰?白赫泰（John Baichtal） 著：暂无简介
机器人诞生于1959年，至今已有将近60年历史。机器人在现代社会发展中起着举足轻重的作用，一些制造出来的机器人已经可以替代人类做很多事情，比如工业焊接、汽车零部件制造、产品装配、运输、日常清洗，以及安保、救援和监护等，几乎涉及了工业和日常生活的方方面面。越来越多的人对设计、制造机器人产生了浓厚的兴趣。但是，还是有很多人因为对机器人领域的不了解而放弃了对机器人的学习，从而使机器人世界少了一些富有想象力或者很实用的发明。机器人就是高科技的思想也禁锢了一些机器人初探者的头脑，他们认为机器人领域门槛太高，即使有天马行空的创新，也会认为其只是天方夜谭，这也限制了机器人的发展。
本书给读者提供了不一样的见解：“只要你觉得是机器人，它就可以称为机器人”，所以机器人并不是那些所谓的智能机械产品。这是一本十分基础的机器人入门级图书，适合机器人初学者和对机器人有兴趣但又无从学起或无从下手的爱好者。我很荣幸能够参与翻译本书，其实在我刚准备翻译本书时，心里面是有一些忐忑不安的，因为自己也是受之前所提到的“机器人是高科技”思想影响的，担心自己对机器人相关知识了解不足。在我通读完本书后，之前那些担心都烟消云散了。
本书以通俗易懂的语言阐述了不同种类的机器人以及每一种机器人相关的领域知识，在每一章的最后都详细列出制作每种机器人的详细配件和步骤，而且每个配件和步骤都配有清晰的图示。本书有助于机器人初学者或爱好者了解机器人世界、进入机器人世界，并制作出一些简单的机器人。制作这些机器人的原材料都是一些常见的组件，比如乐高、Makeblock旗下的产品，让读者很容易上手。在了解不同种类的机器人后，通过自己动手实践，能让读者更好地理解每一种机器人的工作原理，也能激发读者对相关种类机器人更深入的研究，最终创造并制作出自己的机器人。
本书的英文版是一本英语说明性论著，所以本书的翻译风格以直译为主。在翻译过程中，由于书中包含了很多制作机器人材料以及步骤的描述，对一些品牌材料或者一些比较特殊材料和组件的翻译成为最大的难点。对于这些材料品牌的翻译，我们先会在中国市场上调查，如果该品牌在中国有销售，并且有官方的中文名称，我们就使用其中文名称；如果没有相关品牌或产品，我们就不做翻译，保留英文名称。由于部分推荐材料在网络上购买，为了保证与网络上商品型号和尺寸保持一致，一些材料尺寸规格没有做翻译。书中的代码（包括代码注释）也没有翻译，保持了与原书中代码的一致性。为了方便查找，书中所推荐的书名也不做翻译。
本书由ThoughtWorks公司的阎昱和杨萌蒙、付莹共同翻译，由于译者技术水平有限，疏漏在所难免，敬请广大读者指正，以便本书再版时勘误补遗。
阎昱
yyan@thoughtworks.com
译者序
前言
第1章 你，机器人的创造者 1
1.1 什么是机器人 2
1.1.1 关于机器人的误解 3
1.1.2 机器人的类型 3
1.1.3 现实世界中的机器人 5
1.2 机器人的结构 6
1.3 安全 7
1.4 构建振动机器人 8
1.4.1 披萨救星振动机器人 9
1.4.2 计算机风扇振动机器人 12
1.5 小结 15
第2章 机器人世界 16
2.1 画水彩画的机器人 16
2.2 初级机器人Sparki 17
2.3 开源潜水器OpenROV 18
2.4 天文机器人 19
2.5 饮料制作机器人 19
2.6 火星探测器 20
2.7 魔方求解器MindCub3r 21
2.8 平衡机器人 22
2.9 乐高图灵机 23
2.10 鸡尾酒机器人Sir Mix-a-Bot 23
2.11 绘画机器人Arc-O-Matic 24
2.12 煮鸡蛋机器人Soft-Boiled Eggbot 25
2.13 第四代绘画机器人Legonardo 26
2.14 沙盘绘画机器人Sisyphus 26
2.15 图像展示机器人Orbital Rendersphere 27
2.16 机械鼓Clash of the Fractions 28
2.17 熔岩灯离心机 28
2.18 地震记录仪Quakescape 30
2.19 人形机器人InMoov 30
2.20 电线打印机DIWire Bender 31
2.21 植物浇水机器人 32
2.22 Nerf哨兵枪 33
2.23 Yellow Drum Machine 33
2.24 煎饼机器人 35
2.25 气球机器人 35
2.26 Piccolo：微型数控机器人 36
2.27 木琴机器人 37
2.28 会发传单的机器人 37
2.29 花型机器人 39
2.30 拍照机器人CoolerBot 39
2.31 小结 40
第3章 移动机器人 41
3.1 关于电机 42
3.2 轮子 45
3.2.1 轮子的构造 45
3.2.2 轮子的尺寸 47
3.2.3 轮胎还是履带 48
3.3 项目：DIY轮子 50
3.3.1 零部件清单 50
3.3.2 制作步骤 52
3.4 底盘 54
3.4.1 使用现成的底盘 54
3.4.2 制作自己的底盘 55
3.4.3 使用零件包 56
3.5 电源 56
3.5.1 电池组 56
3.5.2 太阳能板 57
3.5.3 墙上的插座 58
3.6 项目：制作移动机器人 59
3.6.1 零部件清单 59
3.6.2 制作步骤 60
3.7 小结 64
第4章 使用太阳能 65
4.1 太阳能板如何工作 66
4.2 BEAM 机器人 67
4.3 三种对爱好者友好的太阳能电池 68
4.3.1 柔性薄膜 68
4.3.2 玻璃和硅 68
4.3.3 塑料和硅 69
4.4 原型设计电路 69
4.4.1 如何使用面包板 70
4.4.2 如何焊接 72
4.5 使用太阳能给电池充电 78
4.6 项目：DIY太阳能板 79
4.6.1 零部件清单 79
4.6.2 制作步骤 80
4.7 项目：制作太阳能转盘 82
4.7.1 零部件清单 83
4.7.2 制作步骤 84
4.8 小结 84
第5章 控制机器人 86
5.1 自控制机器人 86
5.1.1 红外线 87
5.1.2 网络 87
5.1.3 无线电控制 89
5.1.4 无线 89
5.1.5 微控制器/微机 90
5.2 电机控制选项 91
5.2.1 Adafruit电机驱动板 91
5.2.2 Schmalzhaus的EasyDriver 91
5.2.3 Makeblock Me系列的电机驱动 92
5.3 使用RC控制机器人 93
5.3.1 发射器 93
5.3.2 接收器 93
5.3.3 电子调速器 95
5.4 项目：使用Arduino Uno控制机器人 95
5.4.1 零部件清单 96
5.4.2 制作步骤 96
5.4.3 Arduino编程 100
5.5 Remix项目：交换电机板 102
5.5.1 零部件清单 102
5.5.2 制作步骤 103
5.5.3 代码 109
5.6 小结 110
第6章 编程入门 111
6.1 什么是编程 111
6.1.1 延时指令 112
6.1.2 for循环指令 112
6.1.3 if/else条件语句 112
6.1.4 循环与中断指令 113
6.1.5 switch/case指令 113
6.1.6 变量 113
6.1.7 while循环 113
6.2 Arduino IDE 114
6.3 项目：闪烁灯 115
6.4 代码示例 117
6.5 使用示例代码 118
6.6 使用串口监视器来做简单的调试 119
6.7 编程和机器人相关书籍 120
6.8 项目：在机器人上安装超声波传感器 121
6.8.1 零部件清单 122
6.8.2 制作步骤 123
6.8.3 代码 125
6.9 小结 127
第7章 运用红外线 128
7.1 利用红外信号 129
7.2 红外发射器和接收器 130
7.3 红外远程控制器 131
7.3.1 Adafruit迷你远程控制器 131
7.3.2 Sparkfun 红外远程控制器 132
7.3.3 Makeblock红外接收器和控制器 132
7.4 迷你项目：发现远程控制器的红外编码 132
7.4.1 零部件清单 133
7.4.2 制作步骤 134
7.4.3 代码 134
7.5 项目：用红外控制机器人 134
7.5.1 零部件清单 134
7.5.2 制作步骤 135
7.5.3 代码 135
7.6 项目：Dart Sentry 138
7.6.1 零部件清单 138
7.6.2 制作步骤 139
7.6.3 代码 149
7.6.4 操作 Dart Sentry 151
7.7 小结 152
第8章 零件包 153
8.1 使用零件包 154
8.1.1 外壳 154
8.1.2 台架 155
8.1.3 底盘 155
8.1.4 硬件安装 156
8.1.5 家具 156
8.2 零件包例子 158
8.2.1 Vex机器人设计系统（Vexrobotics.com） 158
8.2.2 乐高Mindstorms和Technic零件包（Mindstorms.com） 158
8.2.3 Actobotics零件系统（Servocity.com） 159
8.2.4 Makeblock（Makeblock.cc） 159
8.2.5 MicroRax（Microrax.com） 160
8.2.6 MakerBeam（Makerbeam.eu） 161
8.2.7 田宫牌（Tamiyausa.com） 162
8.3 选择零件包 163
8.3.1 材料 163
8.3.2 杆 163
8.3.3 电机架 164
8.3.4 连接板 164
8.3.5 电子元器件 166
8.3.6 齿轮 166
8.3.7 轮子和坦克履带 167
8.4 自制零件包 167
8.4.1 组合零件包 167
8.4.2 创造新的零件 171
8.5 设计底盘 172
8.5.1 乐高Mindstorms EV3底盘 172
8.5.2 制作步骤 173
8.5.3 Makeblock底盘 182
8.5.4 零部件清单 182
8.5.5 制作步骤 183
8.5.6 Actobotics 底盘 187
8.5.7 零部件清单 188
8.5.8 制作步骤 189
8.6 小结 196
第9章 机器人制作者工具箱 197
9.1 选择工具箱 197
9.2 尺寸 198
9.3 材质 198
9.3.1 金属 199
9.3.2 塑料 199
9.3.3 布 200
9.4 收纳盒划分工具 200
9.4.1 托盘 200
9.4.2 隔断 201
9.5 收纳盒 202
9.6 把手 202
9.7 四种工具箱 203
9.7.1 Pelican 1460移动工具箱 203
9.7.2 Stack-On的39格抽柜 203
9.7.3 Husky的41英寸并且有13个抽屉的工具柜 204
9.7.4 Craftsman的21英寸工具箱 205
9.8 工具 206
9.8.1 起子和扳手 206
9.8.2 电子产品 207
9.8.3 焊接 209
9.8.4 测量 210
9.8.5 记录和绘制工具 211
9.8.6 数控工具 212
9.8.7 木工工具 213
9.8.8 连接 214
9.8.9 切割 215
9.8.10 线缆 215
9.9 数控工具简介 216
9.9.1 激光切割机 216
9.9.2 结构 217
9.9.3 使用激光切割机 219
9.10 数控雕刻机 220
9.10.1 结构 220
9.10.2 使用数控雕刻机 222
9.11 3D打印机 223
9.11.1 结构 223
9.11.2 使用3D打印机 224
9.12 小结 225
第10章 机械臂 226
10.1 机械臂的种类 227
10.1.1 万能抓爪 227
10.1.2 机械铲 227
10.1.3 机械触手 228
10.1.4 气动式机械臂 228
10.1.5 机械钳 229
10.1.6 人型手臂 231
10.1.7 磁铁机械臂 231
10.1.8 机械爪 231
10.1.9 机械绞盘 233
10.1.10 机械笔 233
10.2 商用机械臂 234
10.2.1 Makeblock强力机器人抓爪 234
10.2.2 VEX牌机械爪 234
10.2.3 uFactory团队的uArm 235
10.2.4 Dagu牌机械爪MK II 235
10.3 项目：乐高机械钳 237
10.3.1 零部件清单 237
10.3.2 制作步骤 238
10.4 项目：激光切割机械钳 245
10.4.1 零部件清单 245
10.4.2 制作步骤 246
10.5 项目：咖啡渣机械爪 250
10.5.1 零部件清单 251
10.5.2 制作步骤 252
10.6 小结 258
第11章 水上机器人 259
11.1 水上机器人的构造 259
11.1.1 浮力底座 260
11.1.2 动力系统 260
11.1.3 转向装置 261
11.1.4 推进装置 261
11.1.5 控制装置 261
11.1.6 稳定装置 262
11.2 潜水机器人 262
11.3 潮湿 262
11.4 项目：水上漂浮机器人 264
11.4.1 零部件清单 264
11.4.2 制作步骤 265
11.4.3 代码 273
11.5 小结 274
第12章 艺术机器人 275
12.1 各种各样的艺术机器人 275
12.1.1 v-plotter 276
12.1.2 Vibration 276
12.1.3 绘图机 276
12.1.4 Eggbot 277
12.1.5 沙画机器人 277
12.1.6 基于小车的机器人 278
12.1.7 钟摆绘画机器人 279
12.1.8 点阵 279
12.2 把图像转换成G代码 280
12.3 Rolling ‘Riter项目 282
12.3.1 零部件清单 283
12.3.2 制作步骤 285
12.3.3 代码 291
12.4 小结 294
