趣说机器人：中小学机器人科普读本

目 录

第1章 奇妙的机器人世界 / 1

1．1 神奇的机器人 / 1

1．1．1 什么是机器人 / 1

1．1．2 从一个单词说起――“Robot” / 2

1．1．3 机器人安全吗――机器人三大安全法则 / 4

1．2 古代也有机器人 / 5

1．2．1 世界上最早的机器人 / 5

1．2．2 古代中国机器人 / 6

1．2．3 古代外国机器人 / 9

1．3 现代机器人演义 / 12

1．3．1 现代机器人的起源 / 12

1．3．2 现代机器人的发展 / 13

1．3．3 现代机器人的分类 / 16

第2章 机器人中的STEM / 32

2．1 生命科学 / 32

2．1．1 什么是仿生机器人 / 32

2．1．2 青蛙机器人与青蛙 / 34

2．1．3 蟑螂机器人与蟑螂 / 35

2．1．4 螳螂机器人与螳螂 / 37

2．1．5 恐龙机器人与恐龙 / 37

2．2 空间科学 / 39

2．3 物质科学 / 42

2．3．1 机器人中的力 / 42

2．3．2 机器人中的简单机械 / 45

2．3．3 机器人中的机械应用举例――投石器机器人 / 49

2．3．4 机器人中的电 / 50

2．3．5 机器人中的电磁感应 / 56

2．3．6 机器人的能量守恒 / 57

2．3．7 机器人眼中的光 / 58

2．4 信息科学 / 62

2．4．1 计算机演义――计算机的起源与发展 / 62

2．4．2 人工智能演义――人工智能概述 / 68

2．4．3 通信技术演义――通信与移动通信 / 71

2．5 数学 / 75

2．5．1 哪个六棱柱好――认识长度 / 75

2．5．2 谁的机器人最快――认识速度 / 76

2．5．3 “鼹鼠游戏”机器人中的不一定――随机与概率 / 81

2．6 工程与技术 / 82

2．6．1 机器人制作的最重要秘密――想象力比知识更重要 / 82

2．6．2 近现代科学与技术革命 / 83

第3章 机器人的身体――硬件组成及原理 / 89

3．1 钢筋铁骨的机械部分 / 90

3．1．1 搭建身体框架的孔板 / 91

3．1．2 撑起其他部件的六棱柱 / 92

3．1．3 把各部件连接起来的连接件 / 92

3．1．4 用处多多的轮子 / 94

3．1．5 不能缺少的螺钉与螺母 / 94

3．2 充满活力的电器部分 / 96

3．2．1 聪明的大脑――CPU板 / 96

3．2．2 机器人的感觉器官――传感器 / 101

3．2．3 机器人的运动器官――电机 / 109

3．2．4 机器人的心脏――电源 / 113

3．2．5 传递快乐――LED板 / 115

3．3 解剖机器人的大脑――嵌入式计算机系统原理 / 116

3．3．1 机器人大脑的内部世界 / 116

3．3．2 程序和数据“住”在哪里――存储程序 / 119

3．3．3 我的脑里只有你――二进制 / 122

第4章 机器人的思维――程序设计 / 128

4．1 机器人编程 / 128

4．2 程序翻译官――GULC / 130

4．2．1 GULC操作界面 / 131

4．2．2 GULC程序框架 / 137

4．2．3 GULC编程步骤 / 138

4．3 机器人唱歌――蜂鸣器控制和数据概念 / 143

4．3．1 用play命令演奏乐曲 / 143

4．3．2 delay命令的妙用 / 147

4．3．3 数据与数据类型 / 149

4．4 机器人跳舞――马达控制和数据运算 / 154

4．4．1 动动腿――DC马达动起来 / 155

4．4．2 摆摆手――伺服马达听话了 / 157

4．4．3 数据运算 / 160

4．5 LED控制和程序结构 / 172

4．5．1 一闪一闪亮晶晶――on/off命令 / 172

4．5．2 玩出新花样――机器人程序结构 / 174

4．6 耳聪目明的机器人――传感器输入和数组 / 186

4．6．1 机器人传感器输入 / 186

4．6．2 特殊的数据类型――数组 / 188

4．7 机器人控制命令大盘点 / 190

4．7．1 机器人控制命令总结 / 190

4．7．2 函数的概念 / 191

第5章 我们都是小创客――机器人制作举例 / 192

5．1 恐龙机器人 / 192

5．1．1 恐龙机器人简介 / 192

5．1．2 恐龙机器人的硬件搭建 / 193

5．1．3 恐龙机器人的程序设计 / 195

5．2　宠物狗机器人 / 200

5．2．1 宠物狗机器人简介 / 200

5．2．2 宠物狗机器人的硬件搭建 / 201

5．2．3 宠物狗机器人的程序设计 / 202

5．3 火车机器人 / 207

5．3．1 火车机器人简介 / 207

5．3．2 火车机器人的硬件搭建 / 208

5．3．3 火车机器人的程序设计 / 211

5．4 人工机械手臂 / 212

5．4．1 人工机械手臂简介 / 212

5．4．2 人工机械手臂的硬件搭建 / 212

5．4．3 人工机械手臂的程序设计 / 216

附录A 中小学机器人教学之我见 / 218

附录B 机器人对抗比赛方案 / 234

参考文献 / 237

说明 / 239