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发布一些简单的机器人制作教程(从简单到困难)

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发表于 2013-10-19 11:04:00 | 显示全部楼层 |阅读模式



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 楼主| 发表于 2013-10-19 11:05:00 | 显示全部楼层
这是一个最简单的机器人,简单到可能很多人都不认为其是机器人,而顶多算一个有点雷的减压用的小玩意儿。这里之所以选择其作为PVCBOT系列机器人的第一个项目PVCBOT零号机器人,更多的意义在于其既可以让初学者练练手,也可以给老鸟们推荐一个闲来无事时的消遣玩意儿,也算是PVCBOT系列机器人的一个前奏和热身吧。
  实际上,这个0号项目也是后来已经进展到6号项目时才补充的,按照制作推出的顺序它应该算7号机器人,但是由于其比较简单,加上前面所提到的意义所在,并且为了遵循整个教程由浅入深的内容结构,所以最后还是决定把它补充作为0号机器人暴走的臭虫。
   
    这实际上是一个振动机器人,即以偏心摆锤马达的震动效果作为挪动的动力,算是一种非常简单的BEAM机器人。如果了解BEAM机器人的朋友可能会知道这其实是一个牙刷振动机器人的翻版(国外爱好者用牙刷改装的),也可以说是一个PVC版的牙刷振动机器人。为了切合PVC的主题,这里把原来牙刷振动机器人的牙刷底座,换成用PVC材料的做成类似昆虫的脚,整个造型就像一只臭虫,由于振动时接近狂飙一样的不规则运动方式,所以起名为“暴走的臭虫”。
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 楼主| 发表于 2013-10-19 11:10:00 | 显示全部楼层
一、基本原理  
    本项目的机器人依靠带偏心摆锤的震动马达发出的震动波进行移动。  
    本项目虽然驱动原理比较简单,但是由于造型的差异其实分成了三款不同的机器人(分别是A版、B版、C版),而且由于结构的不同也导致运动的规律和效果有所不同。在开始的时候只是实现了基本的随着震动做不规则运动的效果,后来的升级版本中同时也给后面的B版和C版两款额外增加了一对会发光的眼睛。


1、驱动原理  
    本项目机器人的动力依靠的是震动波,即用震动器带动整个机器人身体发生震动,在机器人的重量较轻,且支撑不是很平稳的时候,机器人就会发生位置的移动。  这里所谓震动器,其实就是我们手机中实现震机的震动马达,其原理就是通过旋转的马达带动一个位于偏心轮上的摆锤,由于摆锤的重心是位于旋转的轴上的一边,在马达转动的过程中,就会由于摆锤的重量不断循环的在转轴的周围产生一个离心的外力(即:交替忽上忽下、忽左忽右的摆动),从而导致马达的震动。

     下图中左边的两个震动马达是在普通马达上接了偏心摆锤,而右边扁平的其实把马达和摆锤融为一体了,效果其实相当于左边马达竖着放而已,只不过结构更紧凑了。
  本项目的A版和B版采用的是扁平的震动马达,而C版采用的是普通的震动马达。扁平震动马达的震动(幅度)效果不如普通的震动马达,但是扁平震动马达的消耗电流小,有着更强的续航能力可以持续运动的时间更长。

2、电路原理  
    本项目的电路非常简单,只是一个简单的电学电路,稍微有点物理电学知识的人都可以制作出来。
    这里我们采用类似电子表所使用的微型钮扣电池作为机器人的能源;采用手机震机用的震动马达作为动力源;采用LED发光二极管作为发光的眼睛;而控制控制机器人启动的开关则是选择一般的小型选择拨动开关。  需要注意的是,一般的选择拨动开关有三个引脚,其中拨动开关可以使中间的引脚(上图之2)有选择的接通两边(上图之1和3)任意一侧的其中一个引脚。同时,用于做眼睛发光的LED发光二极管的引脚是区分正负极的。  另外提一下,LED发光二极管是有一个启辉电压的,大概是2V多左右,只有供电的电压达到这个值时发光管才会发光。本项目中对于升级版本的机器人,是使用了两只发光二极管作为眼睛的。机器人开始启动的时候,发光二极管是会发光的,当发现其不亮的时候,就是说明电池的电能已经消耗了不少,电池的电压已经下降到发光二极管无法点亮的程度,这种时候震动马达还是会继续震动的。因为震动马达启动的电压并不高,在电池的电压已经下降了很多的程度下震动马达还是可以继续工作。   为方便初学者,下面给出电路的接线图。  其中注意:  1、拨动开关选用1、2两个引脚;  2、LED发光二极管的引脚是区分正负极的,要对应连接到电池的正负电极(下面有说明判别的方法);  3、钮扣电池的外壳,只有一面金属部分的是负极,整个包住周围以及其中一面的金属部分是正极(见下图所示)。
 附:如何判别LED二极管的引脚?   方法1:如果是全新的LED二极管,一般其两个引脚的长度是有区别的,通常长的那个引脚为正极,即电子符号的喇叭口一端;
  方法2:LED二极管外壳是透明的,可以透过管壳直接看到里面的电极,连接内部三角形大电极的引脚是负极,另一个连接内部小电极的引脚是正极。








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 楼主| 发表于 2013-10-19 11:10:00 | 显示全部楼层
二、准备工作
  本项目需要的器材主要包括:PVC线槽、震动马达、钮扣电池/钮扣电池盒、LED发光二极管、拨动开关等。

  本项目建议采用宽度为2.5CM的PVC线槽。   
  选项 名称  规格 数量  备注  
1 必选 PVC线槽 宽度2.5CM长度10CM 1个单位   
            

  以下列出本项目的其他主要器件:
PVC-Robot 0号 A/B版
名称  规格 数量  用途  
1 震动马达  扁平震动马达 1个  动力
2 拨动开关  小拨动开关 1个  电源开关
3 钮扣电池 型号CR2032 1个  电源
4 钮扣电池盒 配电池型号CR2032 1个  电池盒
5 二极管  LED发光二极管 2个  眼睛  
6 导线  随机 1根  电路连接
         

PVC-Robot 0号 C版
  名称  规格 数量  用途  
1 震动马达  手机用震动马达 1个  动力
2 拨动开关  小拨动开关 1个  电源开关
3 钮扣电池 型号CR2032 1个  电源
4 钮扣电池盒 配电池型号CR2032 1个  电池盒
5 二极管  LED发光二极管 2个  眼睛  
6 电阻 20Ω(色环:红黑黑金棕) 1个 调试备用元件
7 导线  随机 1根  电路连接



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 楼主| 发表于 2013-10-19 11:13:00 | 显示全部楼层
三、制作过程  
    以下将按照制作的顺序,全程介绍本项目机器人的制作过程。 3.1、PVC-Robot  0号-A版   
    这是PVC-Robot 0号A版机器人的制作过程。A版采用的是扁平震动马达。
   (1)结构  
    把PVC材料用剪刀裁好并用尖嘴钳折成下形状,宽度大概和钮扣电池盒的直径相当(下图与钮扣电池盒进行比较,宽度大概1.5CM)。
  折好形状后,用笔给两边做如下图的等分标记线。

折好形状后,用笔给两边做如下图的等分标记线。
  用剪刀沿着笔迹的线剪开。  
  再用剪刀剪成六只腿的形状,各脚之间有空隙,脚前端成圆角尖,并用尖嘴钳折成如下形状的六脚底座。 




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 楼主| 发表于 2013-10-19 11:14:00 | 显示全部楼层
(2)组装  
把钮扣电池盒的正极引脚折平。  
  把钮扣电池盒用502胶水固定在六脚底座上。  特别提醒:由于502胶水渗透性强,干得快,使用时要格外小心,如果没有控制好用量,轻则会把不该粘住的东西粘起来了,严重的有可能会导致器件的损坏报废,一般建议使用前先试一下会不会出水孔过大一次性会滴出过多胶水,必要的时候可以用牙签之类的工具蘸着胶水涂到要粘贴的部位。  
  如下图所示,再把拨动开关用502胶水粘贴在纽扣电池盒边上突出的一侧 。  特别注意:502胶水不能用得过多,只要蘸一点即可,否则的话很容易让胶水渗入拨动开关内部导致开关失效。  特别提醒:由于502胶水渗透性强,干得快,使用时要格外小心,如果没有控制好用量,轻则会把不该粘住的东西粘起来了,严重的有可能会导致器件的损坏报废,一般建议使用前先试一下会不会出水孔过大一次性会滴出过多胶水,必要的时候可以用牙签之类的工具蘸着胶水涂到要粘贴的部位。
  同时注意拨动开关的安装位置正好可以而让拨动开关中间的引脚抵到前面被折平的钮扣电池盒的正极引脚,把拨动开关中间的引脚和电池盒的引脚焊接起来。
  本款A版的机器人的动力采用的是扁平震动马达,将要把震动马达用502胶水固定在机器人的结构上,但是因为502胶水的渗透性特别强,为了防止胶水渗入马达导致马达卡死失效,首先用透明胶布把扁平震动马达如下图所示包裹起来。  特别提醒:由于502胶水渗透性强,干得快,使用时要格外小心,如果没有控制好用量,轻则会把不该粘住的东西粘起来了,严重的有可能会导致器件的损坏报废,一般建议使用前先试一下会不会出水孔过大一次性会滴出过多胶水,必要的时候可以用牙签之类的工具蘸着胶水涂到要粘贴的部位。  
  然后再用502胶水涂在透明胶布上并固定在底盘上。    按照电路原理图、电路接线图或者下面的焊接示意图,把整个电路焊接好。

  装上钮扣电池,打开拨动开关测试是否能够启动。如果无法正常启动,则可以对照电路图检查电路连接是否正确。








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 楼主| 发表于 2013-10-19 11:15:00 | 显示全部楼层
(3)展示  
完成后的PVC-Robot No.0A版。        








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 楼主| 发表于 2013-10-19 11:17:00 | 显示全部楼层
不沉的话,晚点再更新B版和C版的制作过程.
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发表于 2013-10-19 11:38:00 | 显示全部楼层
顶一个~
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发表于 2013-10-19 21:39:00 | 显示全部楼层
楼主,我是初入门的,请多指教,加QQ1036438101
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