Winning design! : LEGO Mindstorms NXT design patterns for fun and competition

Prelim......Page 1
Contents at a Glance......Page 6
Contents......Page 7
About the Author......Page 16
About the Technical Reviewer......Page 17
Four Principals of a Winning Robot......Page 18
Getting the Most from This Book......Page 19
Introduction......Page 21
Knowing the FLL Robot Parts Rules......Page 23
Studying the Game Mission Rules......Page 25
Grouping Missions into Zones......Page 26
Tasking the Missions......Page 27
Mapping Out the Field......Page 28
Field Obstacles......Page 29
Environmental Obstacles......Page 30
Choosing Software......Page 31
Introducing ROBOLAB......Page 33
Introducing NXT-G......Page 34
Understanding the LEGO MINDSTORMS Hardware......Page 35
NXT Intelligent Brick......Page 36
Light Sensor......Page 37
Ultrasonic Sensor......Page 38
Brainstorming as a Team......Page 39
Presenting Your Design......Page 40
Resource Contention......Page 41
Summary......Page 42
Size......Page 43
Batteries......Page 44
Finding the Center of Gravity......Page 45
Gearing Up......Page 47
Crown Gears......Page 48
Double Bevel Gears......Page 49
Worm Gears......Page 50
Pulleys......Page 51
Gear Ratios......Page 52
Getting Your Wheels......Page 54
Mounting......Page 55
Two-Wheeled Robots......Page 57
Three-Wheeled Robots......Page 58
Four-Wheeled Robots......Page 59
Six-Wheeled Robots......Page 60
Tracked Robots......Page 61
Troubleshooting......Page 62
Summary......Page 63
Navigation......Page 65
Wheelbase......Page 67
Wheel Circumference......Page 68
Wheel Support......Page 69
Programming to Go Straight......Page 71
Move Block......Page 72
Motor Block......Page 73
Custom MyMove Block......Page 74
Replaceable Batteries......Page 79
Wall Following......Page 80
Motor Matching......Page 84
Troubleshooting......Page 86
Summary......Page 87
Differential Steering Systems......Page 89
Steering Drive Systems......Page 91
Single-Wheel Turns......Page 92
Dual-Wheel Pivot......Page 94
Motor Blocks......Page 96
Creating a Custom MyPivot Block......Page 97
Creating a Custom MyTurn Block......Page 100
Summary......Page 101
NXT Light Sensor......Page 103
Positioning the Light Sensor......Page 104
Making the Calibration......Page 106
Using the NXT-G Calibration Block......Page 107
Using a Local File......Page 108
Viewing the Calibration......Page 109
Shielding the Light Sensor......Page 110
A Dual-State Example......Page 112
Defining More Than Two States......Page 113
Implementing a Proportional Algorithm......Page 114
Using Dual Light Sensors......Page 116
Finding a Line......Page 118
Detecting Color in Lines......Page 120
Summary......Page 121
Squaring Up with Walls......Page 123
Passive Wall Squaring......Page 124
Interactive Wall Squaring......Page 128
Aligning with Lines and Edges......Page 130
Summary......Page 132
Monitoring the Pressed State......Page 133
Detecting the Released State......Page 136
Achieving the Bumped State......Page 138
Light Sensor......Page 139
Ultrasonic Sensor......Page 141
Summary......Page 142
Manipulation......Page 143
Passive Attachments......Page 145
Bumper......Page 146
Plow......Page 147
Delivery Box......Page 148
Hooking......Page 149
Simple Hook......Page 150
Fish Hook......Page 151
Carabineers......Page 152
Fork......Page 153
Dumping......Page 154
One-Way Box......Page 156
Sweeper......Page 158
Spring-Loaded Attachments......Page 159
Attachment Interfaces......Page 161
Nonsnapping Pins......Page 162
Magnets......Page 163
Summary......Page 164
Adding an Attachment to the Front......Page 165
Adding an Attachment to the Center......Page 166
Adding an Attachment to the Rear......Page 168
Attachments That Grab......Page 169
Vise Grip......Page 170
Trap......Page 171
Attachments That Lift......Page 173
Lever......Page 174
Forklift......Page 175
The LEGO Actuator......Page 176
Custom Actuator......Page 178
Power Interfaces......Page 180
Direct Connections......Page 181
Gears......Page 182
Driveshaft......Page 183
Summary......Page 184
Operation of Pneumatic Parts......Page 185
Available Pneumatic Parts......Page 186
Pumps......Page 187
Air Tank......Page 188
Pneumatic Switches......Page 189
Pneumatic Actuators......Page 191
T-Joints and Air Hoses......Page 192
Integrating Pneumatics with the NXT Robot......Page 193
Building Attachments......Page 194
Summary......Page 196
Programming......Page 197
Defined Start and End Events......Page 199
Example Mission Code......Page 200
The Setup......Page 201
Creating the Sequencer......Page 202
Looking at the Code......Page 203
Program Navigation......Page 204
Sequence Rollover......Page 205
Program Display......Page 210
Saving State......Page 212
Summary......Page 213
NXT Updates......Page 215
RoboLab Updates......Page 218
Single Computer......Page 220
Network of Shared Computers......Page 221
File Naming......Page 222
Summary......Page 223
Program Description......Page 225
Printed Copies of Programs......Page 227
Documenting Chassis Design......Page 231
Presenting Your Technical Notebook......Page 233
Summary......Page 234
Left-Side Submodel One......Page 235
Left-Side Submodel Two......Page 237
Left-Side Main Assembly......Page 245
Right-Side Submodel One......Page 248
Right-Side Submodel Two......Page 251
Assembling DemoBot......Page 261
Building the Motor Matching Machine......Page 277
¦ A......Page 295
¦ B......Page 296
¦ C......Page 297
¦ D......Page 298
¦......Page 299
¦ H......Page 300
¦ J......Page 301
¦ M......Page 302
¦ N......Page 304
¦ O......Page 305
¦ R......Page 307
¦ S......Page 308
¦ T......Page 310
¦ Z......Page 311