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      [ 機器人 ] PVCBOT【25號B版】沿墻走的老鼠--巡邊小車

      2014-1-6 20:26| 發布者: 老A | 查看: 33093 |原作者: pvcbot |來自: pvcbot

        本項目介紹的是一個既簡單又有趣的巡邊機器人,即可以自主的沿著墻壁的邊緣行走,這和老鼠的行為很像,為此再加上專門的造型設計,儼然一只在黑暗中偷偷摸摸的狡猾老鼠。通常要實現類似沿墻走的功能,往往需要紅外線或者超聲波等之類較為高級的傳感器,且還要加上復雜的控制電路,而本項目卻是用簡單到僅有幾個開關就能實現同樣的效果,可以說是非常值得推薦的一個項目。

      1.jpg
        本項目機器人有兩個版本,A版的體型比較苗條,外形更像老鼠,不過由于受到結構的限制,其只能過外側的拐角而不能過內側的拐角(即可以圍繞方形盒子外側跑而不能在內部轉),且過外側拐角還會有點遲鈍,視頻中可以看到其轉到四個角的時候會有一個緩慢的轉彎過程,不過倒是很像老鼠在轉過角落時探出頭先觀察一下情況再繼續跑一樣,名副其實一只狡猾的老鼠;B版的體型比較圓潤,雖然看起來肥肥胖胖的,但它卻是非常的靈活,不但可以快速過外側的拐角,而且還能順暢過內側的拐角,跑起來非常迅速。

      視頻效果:





      制作視頻教程

      注:視頻中涉及到的各零部件的尺寸參數,請參見具體文字教程)

      基本原理:
          本項目采用的是與 PVCBOT-7號 類似的三輪傳動結構,不過是其的反向應用,即兩個主動輪作為后輪,一個傳動輪作為前輪,就相當于倒著開的三輪小車。
      2.jpg
      運動方式: 
        本項目機器人的運動機理與 PVCBOT-1號——運動機理 類似,不同是原來的前進變為后退,原來的后退變為前進,而左右拐彎的原理則基本不變。

        控制前面兩個輪子的轉動方向就可以控制整個機器人行進的方向:
        1、左右兩個后輪都向前轉,則機器人向“正前方”直線前進;

        2、左右兩個后輪都向后轉,則機器人向“正后方”直線倒退;

        3、左后輪向前轉,右后輪向后轉(或不轉),則機器人將以前輪為軸心順時針轉動,即實現向“右前方”轉彎前進;

        4、右后輪向前轉,左后輪向后轉(或不轉),則機器人將以前輪為軸心逆時針轉動,即實現向“左前方”轉彎倒退。

      3.jpg



      驅動機理:

          在機器人的一側前端用鋼絲做了一根觸須,通過觸須感應是否挨著墻壁,假如遠離墻壁則控制整體往墻壁靠,假如過于靠近墻壁則控制整體離開墻壁,讓整體出于“遠離-靠近—再遠離—再靠近。。!钡膭討B平衡中,就可以沿著墻壁的走向一直前進。


        按照上圖前進的方向,我們把墻外側的后輪稱為左后輪,把靠近墻內側的后輪稱為右后輪,則:
        1)默認狀態下,遠離墻壁,觸須不觸發,左后輪轉動,右后輪不轉動,則整體往墻內側轉向前進;
        2)整體繼續往墻內側轉向前進;
        3)當足夠靠近墻壁時,觸須碰到墻壁觸發,左后輪不轉動,右后輪轉動,則整體往墻外側轉向前進,即讓整體不至于過于靠近墻壁,而是向墻外側轉出;
        4)由于觸須是機械式的觸發,有一定的慣性,即在整體已經轉向墻外側的時候,觸須的觸發不會馬上釋放,而是會有一定的延時,也就是讓整體向墻外側轉出的過程會持續一定的時間;
        5)整體繼續向墻外側轉出;
        6)當遠離墻到一定程度時,觸須的觸發釋放,左后輪重新轉動,右后路停止轉動,則整體開始往墻內側再轉向前進,即重新回到以上第1步,由此循環往復。。。

      電路原理:
      本項目的電路非常簡單,由一個最基本的電學電路組成。
        1、機器人的動力是由兩個直流電機提供的,眾所周知,直流電機的兩個電極連接直流電源,接通電源則電機轉動前進;
        2、電源為兩節7號電池組成的電池組,電池組同一時間只為其中一個電機供電。如果身體往墻內側轉則是驅動外側的輪子轉動,而身體往墻外側轉則是驅動內側輪子轉動。
      4.gif

        3、通過三引腳的碰撞開關,可以控制電池組為哪一個電機進行供電,而碰撞開關則連接觸須,觸須被擠壓則碰撞開關被觸發。 下圖為控制原理。
      5.gif

        4、機器人頭部有一根鋼絲作的觸須,觸須分別連接在碰撞開關上。
       。1)沒有靠著墻壁時,觸須沒有被擠壓,不觸發碰撞開關,碰撞開關默認的通路,給外側的電機供電,外側電機轉動而內側電機不轉動,則身體轉向往內側墻上靠并前進;
       。2)碰到墻壁時,觸須被擠壓,觸發碰撞開關,碰撞開關斷開默認通路,連接另外的一組通路,給內側電機供電,內側電機轉動而外側電機不轉,則身體轉向墻外側并前進;
       。3)身體轉向墻外側前進一定距離,觸須離開墻壁,轉回以上第一步循環往復……
        
         完整的電路原理圖:  

      6.jpg




         實物電路接線圖供參考。
      7.gif

        本項目以 PVCBOT-A型 平臺車為基礎,以杜邦線和排針為主要連接方式, 以下為電路焊接示意圖。

      8.gif


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