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机器人制作:太阳能陀螺

时间:2017-07-07 11:09来源:本站 作者:haodiy 点击:
机器人的制作一直是电子爱好者感兴趣的话题,本文将通过一段我自己从兴趣到入门的亲身经历,由浅入深的介绍一组小型机器人的制作过程。本文写给对机械电子装置


机器人制作:太阳能陀螺

  机器人的制作一直是电子爱好者感兴趣的话题,本文将通过一段我自己从兴趣到入门的亲身经历,由浅入深的介绍一组小型机器人的制作过程。本文写给对机械电子装置有浓厚兴趣的爱好者。如果你是一名机电专业的学生,看完本文也会有所启发。


  首先从一只入门级的微型机器人-太阳能陀螺开始。它将实现以下的功能:


  1,在阳光下自动运转;

  2,碰到障碍物后转向;

  3,在无光环境下静默。


  这是一只最简单的全自动机器人,它不像居家电器一样需要电源开关,也不需要人来维护,可以7*24小时运转。它的寿命取决于运转环境和机件磨损。太阳能电池的设计寿命一般为六年,电解电容一般为三年;电机的磨损,潮湿的环境的侵蚀,都会使电子部分失效。制作这个机器人所需要的大部分材料可以从废家电里面获得,如果使用较高品质的材料来制做,造价也不会超过一顿午餐。


  一,工具和材料

  工具的选择是一门学问,使用正确的工具可以事半工倍。下列是必要的基础工具:

  名称市价(元)

  20W内热烙铁15

  剪刀5

  尖嘴钳20

  偏口钳20


  以上都是常用工具,可以在本地电子市场或者淘宝网购。为了保证操作安全,电烙铁还需要配一个专用的烙铁架。国产工具良莠不齐,不顺手的工具会让你完全没有制作心情。选购工具尽量多问问业内人士,网购要做好功课再下单。


  为了增加制作乐趣,建议尽量搜集身边的材料,实在没有再去买。废电脑、电话、手机、游戏机里面都可以拆出有利用价值的材料。我认为,搜集材料的乐趣等同于创作的乐趣。


  太阳能陀螺所需的材料见下表:

  名称数量

  曲别针6枚

  微型电机1只

  2200uf电解3只

  NPN三极管1只

  PNP三极管1只

  2.2K电阻1只

  闪光LED1只

  导线若干

  电压4V以上,电流10ma以上小型太阳能电池板1片

  洞洞板1片

  焊锡丝若干


  三极管可以使用常见的小功率塑封管,比如8050,8550对管。电机是光驱仓门机构里常见的那种。在市面上有一种环氧纤维材质的薄洞洞板,可以用剪刀直接裁剪,强度好,重量轻。建议大家去买一些回来,后续的制作我们都要用到这种洞洞板。


  机器人的线路图:

  

机器人制作:太阳能陀螺

  这是一个经典的BEAM机器人太阳能引擎,网上可以找到很多相关资料,这里不再鳌述。特别值得一提的是这个太阳能引擎类似神经元的特性:实体化以后的装置是一个基于随机振荡器的阀值设备,电路有一个触发电压的上限阈值和关闭电压的下限阀值,触发和关闭的周期直接受电机负载的影响。在关闭状态,电路又受太阳能电池板所接收到的环境光的影响。它与环境是一种动态方式的衰变关系。


  现在开始制作太阳能陀螺的机械部分。机器人不同于纯电子线路,它是一个电子和机械的结合体。机械部分的制作比较考验手工和空间想象能力,这部分是最有趣的,我们的目标是在满足功能的基础上兼顾美观。用上述的材料,发动你的头脑,拼出一只独一无二的机器人骨架吧。


  首先把洞洞板剪切成一片等边三角形。要求三角形外切圆里面可以放得下三只2200uf电解和微型电机,放置在中心的电机和外面包围的三只电解之间有一定距离,如下图A所示:

  

机器人制作:太阳能陀螺

  把三根曲别针拉直,首尾衔接弯成一个圆型外框。圆环内放置储能电解、电机和电子部分,太阳能电池安置在三角形洞洞板上。这个圆环有三个作用:第一是三只储能电解负极的汇流母线;第二是保护环内的电子核心;第三是利用碰撞造成的重心变化改变机器人的运动方向。


  下一步是在洞洞板上焊接电子部分,三只电解的负极向外辐射延伸出来,与前面提到的圆环焊接在一起。如图B:

  

机器人制作:太阳能陀螺

  用余下的三根曲别针,弯成三个固定电机的框架,把电机包在架子里。注意曲别针卡入电机螺丝孔里的那一端不要留太长,否则会阻碍电机转子的运转。如下图C,D,E所示:

  

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