工程创意模型与机器人

本书介绍了机械原理和Arduino单片机的基础知识，通过诸多实例讲解了平面连杆机构、凸轮、棘轮、槽轮、齿轮传动、带传动、链传动的类型、设计及应用。同时，讲解了机械运动系统的方案设计方法，较为详细地介绍了rduino单片机的结构、原理及编程方法，一系列轮式移动机器人的设计任务可以使读者获得Arduino单片机和机器人入门所需的知识点。本书可以增进高等师范院校师范生、中小学及幼儿园教师对机械原理和Arduino单片机的理解，通过具体的案例拓展师范生、中小学及幼儿园教师进行科创教育教学所需具备的知识和技能。本书可作为师范类专业专科生、本科生的相关教材及研宄生的参考书，也可作为中小学及幼儿园教师的培训教材。

第1章 机构的基础知识 1
1.1 机构的组成及机构运动简图 1
1.1.1 机构的组成要素 1
1.1.2 机构运动简图 3
1.2 平面机构的自由度 6
1.2.1 平面机构的自由度计算 7
1.2.2 平面机构自由度计算时的注意事项 8
第2章 常用机构 13
2.1 平面连杆机构 13
2.1.1 平面连杆机构的基本类型 13
2.1.2 平面连杆机构的演化 22
2.1.3 平面连杆机构的设计 25
2.2 凸轮机构 37
2.2.1 凸轮机构的组成与分类 37
2.2.2 凸轮机构的工作循环 41
2.3 棘轮与槽轮 44
2.3.1 棘轮机构 44
2.3.2 槽轮机构 46
第3章 机械传动的基础知识 51
3.1 齿轮传动 51
3.1.1 齿轮传动的类型 51
3.1.2 齿轮各部分的名称与基本参数 54
3.1.3 齿轮传动比 57
3.1.4 轮系传动 60
3.1.5 减速器 63
3.2 柔性传动 66
3.2.1 带传动 66
3.2.2 链传动 68
第4章 机械运动系统的方案设计 74
4.1 机械概述 74
4.1.1 机械的定义与组成 74
4.1.2 机械的设计要求 75
4.2 机械运动系统方案设计概述 77
4.2.1 机械运动系统方案设计方法 77
4.2.2 机械运动系统方案设计实例 82
第5章 Arduino的基础知识 90
5.1 认识Arduino 90
5.1.1 Arduino简介 90
5.1.2 Arduino开发环境 93
5.1.3 Arduino编程语言 99
5.2 Arduino开发板及仿真设计 110
5.2.1 Arduino开发板 110
5.2.2 Arduino仿真设计 113
5.3 Arduino数字信号处理 120
5.3.1 数字信号简介 120
5.3.2 数字输入/输出接口的函数 121
5.4 Arduino模拟信号处理 131
5.4.1 模拟信号简介 131
5.4.2 模拟输入/输出接口的函数 133
5.5 Arduino串口通信 141
5.5.1 串口通信简介 141
5.5.2 串口通信函数 142
第6章 Arduino轮式移动机器人 161
6.1 基于Arduino的轮式自走机器人 161
6.1.1 工作原理 161
6.1.2 软、硬件分析 164
6.2 基于Arduino的超声波避障机器人 171
6.2.1 工作原理 172
6.2.2 软、硬件分析 174
6.3 基于Arduino的红外循迹机器人 184
6.3.1 工作原理 185
6.3.2 软、硬件分析 187
6.4 基于Arduino的红外遥控机器人 193
6.4.1 工作原理 193
6.4.2 软、硬件分析 195
参考文献 205
附录 206
附录1 青少年机器人技术等级评价指南 206
附录2 常用乐高零件 211
后记 222