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      [ 機器人 ] 機器人制作:太陽能陀螺

      2011-4-21 19:58| 發布者: 老A | 查看: 41111


      機器人制作:太陽能陀螺

        機器人的制作一直是電子愛好者感興趣的話題,本文將通過一段我自己從興趣到入門的親身經歷,由淺入深的介紹一組小型機器人的制作過程。本文寫給對機械電子裝置有濃厚興趣的愛好者。如果你是一名機電專業的學生,看完本文也會有所啟發。


        首先從一只入門級的微型機器人-太陽能陀螺開始。它將實現以下的功能:


        1,在陽光下自動運轉;

        2,碰到障礙物后轉向;

        3,在無光環境下靜默。


        這是一只最簡單的全自動機器人,它不像居家電器一樣需要電源開關,也不需要人來維護,可以7*24小時運轉。它的壽命取決于運轉環境和機件磨損。太陽能電池的設計壽命一般為六年,電解電容一般為三年;電機的磨損,潮濕的環境的侵蝕,都會使電子部分失效。制作這個機器人所需要的大部分材料可以從廢家電里面獲得,如果使用較高品質的材料來制做,造價也不會超過一頓午餐。


        一,工具和材料

        工具的選擇是一門學問,使用正確的工具可以事半工倍。下列是必要的基礎工具:

        名稱 市價(元)

        20W內熱烙鐵 15

        剪刀 5

        尖嘴鉗 20

        偏口鉗 20


        以上都是常用工具,可以在本地電子市場或者淘寶網購。為了保證操作安全,電烙鐵還需要配一個專用的烙鐵架。國產工具良莠不齊,不順手的工具會讓你完全沒有制作心情。選購工具盡量多問問業內人士,網購要做好功課再下單。


        為了增加制作樂趣,建議盡量搜集身邊的材料,實在沒有再去買。廢電腦、電話、手機、游戲機里面都可以拆出有利用價值的材料。我認為,搜集材料的樂趣等同于創作的樂趣。


        太陽能陀螺所需的材料見下表:

        名稱 數量

        曲別針 6枚

        微型電機 1只

        2200uf電解 3只

        NPN三極管 1只

        PNP三極管 1只

        2.2K電阻 1只

        閃光LED 1只

        導線 若干

        電壓4V以上,電流10ma以上小型太陽能電池板 1片

        洞洞板 1片

        焊錫絲 若干


        三極管可以使用常見的小功率塑封管,比如8050,8550對管。電機是光驅倉門機構里常見的那種。在市面上有一種環氧纖維材質的薄洞洞板,可以用剪刀直接裁剪,強度好,重量輕。建議大家去買一些回來,后續的制作我們都要用到這種洞洞板。


        機器人的線路圖:

        

      機器人制作:太陽能陀螺

        這是一個經典的BEAM機器人太陽能引擎,網上可以找到很多相關資料,這里不再鰲述。特別值得一提的是這個太陽能引擎類似神經元的特性:實體化以后的裝置是一個基于隨機振蕩器的閥值設備,電路有一個觸發電壓的上限閾值和關閉電壓的下限閥值,觸發和關閉的周期直接受電機負載的影響。在關閉狀態,電路又受太陽能電池板所接收到的環境光的影響。它與環境是一種動態方式的衰變關系。


        現在開始制作太陽能陀螺的機械部分。機器人不同于純電子線路,它是一個電子和機械的結合體。機械部分的制作比較考驗手工和空間想象能力,這部分是最有趣的,我們的目標是在滿足功能的基礎上兼顧美觀。用上述的材料,發動你的頭腦,拼出一只獨一無二的機器人骨架吧。


        首先把洞洞板剪切成一片等邊三角形。要求三角形外切圓里面可以放得下三只2200uf電解和微型電機,放置在中心的電機和外面包圍的三只電解之間有一定距離,如下圖A所示:

        

      機器人制作:太陽能陀螺

        把三根曲別針拉直,首尾銜接彎成一個圓型外框。圓環內放置儲能電解、電機和電子部分,太陽能電池安置在三角形洞洞板上。這個圓環有三個作用:第一是三只儲能電解負極的匯流母線;第二是保護環內的電子核心;第三是利用碰撞造成的重心變化改變機器人的運動方向。


        下一步是在洞洞板上焊接電子部分,三只電解的負極向外輻射延伸出來,與前面提到的圓環焊接在一起。如圖B:

        

      機器人制作:太陽能陀螺

        用余下的三根曲別針,彎成三個固定電機的框架,把電機包在架子里。注意曲別針卡入電機螺絲孔里的那一端不要留太長,否則會阻礙電機轉子的運轉。如下圖C,D,E所示:

        

      機器人制作:太陽能陀螺

        

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