MAKE:3D列印专题：玩具、机器人、工具自己印 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　即便您从未接触过3D列印机，透过本书，也能帮助您认识这项新世代的科技产物，让您学到更多技能，还能唤醒您心中对于创造力的鼓动。每一个专案都会运用电路、手工组装技巧、亲手设计的3D列印零件以及软体的独特组合，同时还会教您如何思考与实现您脑中的好点子。

　　本书由Printrbot公司创办人及其员工与资深DIY作家共同撰写，书中的专题，都是以便宜且容易取得的电子零件以及Arduino、Raspberry Pi这类的开发板构成，充分展现了3D列印在高度自制化与各种突破极限的专案上的广泛应用。

　　透过本书，您可以：
　　．列印并组装出一座非常适合初学者的模组化台灯—然后您可以在这个3D列印的结构体中加入各种电路实现更多功能
　　．制作出一台真的能动的三轮赛车，借此学到关于遥控车的相关知识
　　．改造雷射笔，实现更多酷炫花俏的功能
　　．动手制作／改装维修一把电动螺丝起子，学到如何拆解并重组您手边的工具
　　．亲手制作一对栩栩如生的机械眼球，并从动手做中学习电子动画技术
　　．打造一台可以具备影像串流功能，可以从手机进行遥控操作的Raspberry Pi机器人
　　．组装并改造出像是吹泡泡机器人、能帮您照料花卉的自动机器
　　．自制一个电子自稳云台，帮助您拍摄稳定清晰的影片

　　有了自制的3D列印零件与电路，什么事情都有可能！

好的，这是一份关于其他主题的图书简介，旨在提供详尽内容，同时避免提及您提到的《MAKE:3D列印专题：玩具、机器人、工具自己印》中的任何主题。 --- 《航天器设计与制造前沿：从概念到发射的系统工程》 探索人类探索宇宙的宏伟征程，深入理解现代航天器的核心技术、复杂系统集成与未来发展趋势。 导论：迈向星辰大海的工程挑战 本书全面概述了当前航天工程领域的关键挑战与创新方向。从基础的轨道力学到尖端的材料科学，从卫星的结构设计到深空探测器的自主导航，本书为工程师、科研人员以及对航天事业充满热情的读者提供了一个深入、系统的知识框架。我们不仅关注已实现的成就，更着重于那些正在塑造未来太空探索面貌的前沿技术与理论。 第一部分：轨道力学与任务规划的精妙艺术 本部分深入探讨了航天器任务成功的基石——精确的轨道力学计算与高效的任务规划。 1. 轨道力学基础的深化应用： 详细分析了牛顿万有引力定律在多体系统中的应用，特别是如何处理地球、月球及其他行星的摄动效应。内容涵盖了高精度星历的构建、轨道维持与机动（如霍曼转移、拉格朗日点利用）的优化算法。特别关注了低地球轨道（LEO）碎片环境下的轨道寿命预测与避免碰撞（Conjunction Assessment）策略。 2. 任务设计与轨迹优化： 介绍 Lambert 问题求解的数值方法，以及如何在有限燃料预算下设计复杂的星际转移轨道。本书详细阐述了低推力推进系统（如离子推进器）的轨道优化技术，如连续推力优化与有限元分析在长时间任务规划中的应用。此外，对行星际任务中的引力助推（Gravity Assist）的精确计算与风险评估进行了深入探讨。 第二部分：航天器结构与热控系统设计 航天器的结构必须承受发射时的巨大过载和太空极端环境的考验。本部分聚焦于轻量化、高可靠性和环境适应性的结构与热控设计。 1. 先进结构材料与分析： 重点介绍了碳纤维复合材料（CFRP）、蜂窝夹层结构在航天器主体结构中的应用。详细解析了有限元分析（FEA）在应力、振动与模态分析中的应用，确保结构在发射和在轨运行中的动态稳定性。内容包括卫星平台（Bus）的模块化设计理念，以及为适应不同任务需求（如大尺寸展开机构）而优化的结构拓扑。 2. 被动与主动热控系统（TCS）： 太空环境的热量传递复杂多样（辐射、传导、对流受限）。本书详细剖析了热控系统的三大支柱：表面热控（多层隔热材料MLI、热控涂层）、内部热管理（热管、循环回路）和散热装置（散热器）。特别介绍了热沉技术在对热敏感载荷（如高精度光学仪器）保护中的关键作用，以及如何通过软件仿真预测和控制部件的温度分布。 第三部分：推进系统：从化学火箭到未来动力 推进系统是决定任务范围和有效载荷能力的核心要素。本部分对比了现有主流技术并展望了下一代推进方案。 1. 高效化学推进系统： 详细解读了液体火箭发动机（LRE）的工作原理，包括燃烧室设计、喷管效率优化以及推力矢量控制（TVC）机制。对固体火箭发动机的性能建模、可靠性验证流程进行了深入分析。着重探讨了绿色推进剂（如高能单组元推进剂）的开发与应用，以取代传统有毒燃料。 2. 电推进技术的突破： 深度剖析了霍尔效应推力器（HET）、离子推进器和磁等离子体动力学（MPD）推力器的运行机理、比冲特性与推力密度限制。本书提供了如何根据任务需求（如地球同步轨道保持或深空探测）选择最合适电推进技术的工程决策流程图。 3. 未来动力学展望： 探讨了核热火箭（NTR）和核电推进（NEP）的理论可行性、技术障碍及安全考量。此外，对基于磁帆和光帆的无工质推进概念进行了原理介绍和初步可行性评估。 第四部分：航天器姿态、轨道与控制系统（ADCS） 精确的姿态确定与控制（AOCS）是确保有效载荷指向准确性和通信链路稳定的关键。 1. 传感器与执行器： 详细描述了用于姿态敏感的传感器，包括星敏感器（Star Trackers）、太阳敏感器、地球敏感器、陀螺仪和加速度计的工作原理与误差模型。分析了执行器如反作用轮（Reaction Wheels）、磁力矩器（Magnetorquers）和控制力矩陀螺（CMG）的选型、饱和处理与寿命管理策略。 2. 控制算法与软件实现： 阐述了经典控制理论（PID控制）在姿态控制回路中的应用，并深入探讨了现代鲁棒控制和最优控制方法（如LQR）在复杂动态环境下的性能优势。内容覆盖了从传感器数据融合（如卡尔曼滤波）到执行器指令生成的全流程软件架构设计。 第五部分：有效载荷集成与任务数据链 航天器存在的最终目的是承载有效载荷并完成数据回传。 1. 有效载荷的工程化挑战： 针对遥感载荷（如高光谱成像仪、合成孔径雷达SAR）和通信载荷（如高通量卫星HTS）的特殊要求，讨论了如何设计高稳定性的对准机构和低噪声的信号采集链路。强调了载荷与平台之间的电磁兼容性（EMC）设计与测试规范。 2. 数据管理与通信： 系统性地介绍了空间通信链路的预算计算、调制解调技术（如DVB-S2X）和抗干扰编码方法。深入分析了星地链路、星间链路（Inter-Satellite Links, ISL）的设计，特别是激光通信（Optical Communication）作为下一代高速数据回传技术的潜力与限制。 结语：构建下一代太空基础设施 本书最后总结了当前航天工业面临的范式转变，包括商业航天的崛起、小型化卫星星座的部署挑战，以及人类重返月球和迈向火星所需的关键技术飞跃。它不仅是技术手册，更是对未来太空探索蓝图的深度解析。 ---

作者简介

Brook Dumm

　　Brook成立了创投公司Printrbot，于2011年适逢群众募资、3D列印、与Maker文化崛起的浪潮，获得极大的成功。Printrbot展现出血、汗与泪水的力量，再加上热情，简直无所不能。

James Floyd Kelly

　　专职作家，他同时拥有工业工程和英文的文凭，且非常喜欢手作、写作，也喜欢训练年轻人动手创作。拥有25本以上的着作，题材涵盖乐高机器人、开放原始码软体、到DIY的电脑数值控制工具机（CNC）以及3D列印等主题。

第一单元：3D 台灯
第二单元：50 年代雷射枪笔
第三单元：二轴万向摄影机
第四单元：泡泡枪机器人
第五单元：D 槽充电螺丝起子
第六单元：机器眼
第七单元：倒三轮赛车
第八单元：单轨摄影机
第九单元：Chauncey 花卉照护机器人
附录：安装 Arduino 函式库

 

序

3D列印机绝非高不可攀的机器，而该是您放在手边、最实用的工具

　　与其夸张地颂扬3D列印机的好处，我们比较倾向于将3D列印机视为一件省时、面向多元的「工具」。跟使用传统工具比起来，3D列印机可以帮助我们加快制作时间。既然可以准确地直接设计出有孔的零件，何必还要为了开一个1/4吋的孔，小心翼翼地徒手测量、钻洞呢？此外，3D列印机也帮我们省掉很多加工方面的时间、金钱和麻烦。使用木材或铝创作时，测量、切割、钻孔都是很费时的工作；要是一不小心做错、或是想要修改，往往就必须要一而再、再而三地从头来过。

　　利用软体来设计、列印测试、修改、再次列印，创作的时间就会大幅缩减，本书第二单元中的雷射枪笔笔座就是一例。您可以一边列印已设计完成的零件，一边继续进行其他零件，甚至是去做些洗碗、除草之类的琐事。然而，3D列印机也不是万能的。LED或马达等需要电路配置、焊接的零件，就无法直接用3D列印机做出来。无论您是不久前刚买了3D列印机，还是正在等待一个正当的购买理由，抑或是您的3D列印机早就在角落生灰尘了—总而言之，做出「尤达头」人偶不再是梦想。让我们一起来好好地应用3D列印机吧！

　　本书中的每个单元都经过精心设计，可以成为独一无二的作品。每个作品都能体现高度的个人化、无限的可能性、多元的工具应用、以及各种各样的电子元件组装方式。

　　即使您从来没用过3D列印机，我们仍然希望这些实作单元能激发您的兴趣，让您学到新的技巧，拓展能力并激发创意。要是您从本书得到任何创作的灵感，那么我们就成功了。
 

评分☆☆☆☆☆

再來就是機器人這個部分，身為一個科技迷，機器人絕對是我心中的聖杯！雖然我現在對機械結構和程式撰寫還在摸索階段，但3D列印讓我覺得，好像離實現一個屬於自己的小機器人不再是遙不可及的夢想。我對書中關於如何設計機器人結構的部分特別有興趣，像是如何讓它能夠移動、執行簡單的任務。會不會有像是教你如何用3D列印做出機器人的外殼，然後搭配一些市售的電子零件，像是馬達、感測器、還有像Arduino這種開源的微控制器？我腦海裡已經構思了好幾個小專案，比如一個可以幫我拿東西的小助手，或者是一個可以跟著我走的寵物機器人。而且，如果書裡面能夠提供一些不同類型機器人的範例，像是輪式、履帶式，甚至是一些可以跳躍的設計，那就太棒了！我希望能學到如何將3D列印的優勢應用在機器人的動力傳動系統上，做出更精巧、更具功能性的零件。 我尤其關注的是，書中會不會有關於如何將3D列印的零件與現成的電子元件結合的實操建議。像是怎麼固定馬達？如何設計電線走線的空間？以及如何讓機器人的結構更穩固，才能承受運動時的震動和壓力。如果能有圖解說明，或者更細緻的步驟拆解，那就真的能讓我這個初學者少走很多彎路。我認為，3D列印賦予了DIY機器人設計無限的可能性，不再侷限於傳統的塑膠殼或金屬框架，我們可以自由發揮創意，打造出獨一無二、充滿個性的機器人。

评分☆☆☆☆☆

哇！看到這本《MAKE:3D列印专题：玩具、机器人、工具自己印》的名字，就覺得超興奮的！我最近對3D列印真的是越來越著迷，家裡之前就買了一台入門級的3D印表機，但說實話，玩了一陣子之後，總覺得有點瓶頸，不知道下一步該往哪邊走。很多時候就是下載一些別人設計好的模型，印出來之後就放著，好像少了點什麼。這本書的標題直接點出了我最感興趣的三個方向：玩具、機器人、工具。這三個東西，哪個不是讓人熱血沸騰的？ 玩具的部分，我一直夢想著能印出一些獨一無二的、客製化的玩具給姪子姪女。市面上賣的玩具總是差不多，要不然就是價格貴得嚇人。如果能自己設計一些他們喜歡的角色，或是把他們的畫作變成實體玩具，那肯定超有成就感的！想想看，把他們天馬行空的想像化為現實，那種驚喜和快樂，絕對是無價的。我很好奇書裡面會介紹哪些玩具的設計技巧？會不會有像是關節可動、或是可以組裝的小模型？像是那些鋼彈模型，自己設計和列印，然後再上色，這個過程聽起來就超酷的！而且，如果能印出一些懷舊的玩具，像是小時候玩的彈珠汽水瓶蓋的創意版本，或是以前的老爺車模型，那回憶的味道也會更濃郁吧！我個人非常期待書中能夠提供一些入門到進階的玩具設計流程，甚至是一些可以讓小孩一起參與動手做的專案，這對親子互動來說也是很棒的！

评分☆☆☆☆☆

老實說，我對於3D列印的3D建模軟體部分，一直覺得有點障礙。雖然知道有很多軟體可以學習，但看著那些複雜的介面，常常就望之卻卻步了。所以，我非常期待這本書能夠在建模軟體的使用上，給予初學者一些友善的引導。會不會介紹一些比較容易上手，又功能足夠的免費軟體？像是Tinkercad這種，或是更進階一點的Fusion 360？我希望能學到如何從零開始，畫出一個簡單的物件，然後逐步學習更複雜的造型。 尤其想知道，書中在介紹玩具、機器人和工具的設計時，會不會結合實際的建模操作範例？例如，一步一步教大家如何畫出一個機器人的關節，或者如何設計一個符合人體工學的工具握把。我認為，理論知識固然重要，但實際的操作演練更是關鍵。如果能看到書中提供一些可供下載的原始建模文件，讓讀者可以先研究，再試著修改，那就更完美了。我希望透過這本書，能夠克服對3D建模的恐懼，真正進入到自己動手設計的階段，而不是僅僅停留在下載和列印的層面。

评分☆☆☆☆☆

工具的部分，這個聽起來實用又接地氣！很多時候，在做一些小修小補或是DIY projects的時候，總會發現家裡缺了那麼一個小工具，市面上買又麻煩，而且價格有時候也不便宜。像是需要一個特定尺寸的扳手，或是方便固定小零件的夾具。如果能自己設計和列印，那是不是就能解決這些燃眉之急？我一直覺得，3D列印最迷人的地方之一就是它的客製化能力，而工具的應用正是將這種客製化發揮到淋漓盡致的場景。我希望書中能夠提供一些關於工具設計的原則，例如如何考慮人體工學，讓握感更好，或者如何設計工具的結構，讓它更堅固耐用。 我對書中是否會介紹一些關於列印承載能力較強的材料，以及如何透過結構設計來增強列印工具的強度特別感興趣。例如，印製一個開瓶器，需要考慮到槓桿原理和受力點；印製一個鑽孔定位器，則需要確保其精確度和穩定性。我希望書裡能提供一些關於不同材料的特性比較，以及在設計工具時，如何根據工具的使用情境來選擇最適合的材料和列印參數。想像一下，當你遇到一個棘手的維修問題，而解決方案就是你親手3D列印出來的一個獨特工具，這種感覺一定超級棒！而且，對於一些老物件的修復，有時候需要一些特殊形狀的零件，3D列印就能完美解決這個問題。

评分☆☆☆☆☆

最後，我對書中「自己印」這個概念本身就很有共鳴。這不僅僅是列印出物品，更是一種創造的過程，一種對生活擁有更多掌控權的體現。我希望書中能夠傳達這種精神，鼓勵讀者發揮創意，將3D列印融入到日常生活中。例如，我會想知道，書中有沒有提到如何將生活中的創意想法，轉化為可以列印的3D模型。可能是看到一個有趣的設計，或是生活中遇到一個小麻煩，然後思考「我能不能把它印出來？」的過程。 我很想了解，書中會不會分享一些將3D列印與其他手作技巧結合的點子，像是將列印出來的零件，用顏料彩繪、或是搭配木頭、布料等材料，創造出更豐富的藝術品。同時，我也期待書中能有關於3D列印過程中常見問題的排除和維護建議，讓讀者在享受創作的同時，也能確保印表機的良好運作。畢竟，一台順暢運作的印表機，是實現所有創意的基石。總之，這本書的名字就充滿了DIY的樂趣和無限的可能，我迫不及待想一探究竟！