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怎么制作你的第一只机器人

    现在你需要一个好的电路板。不要尝试自己的设计。你的第一个机器人越简单越好,所以一个现成的电路板是最单纯的。他们一般被称作微型控制器,最常见的是基于PIC,Atmel/AVR, ARM和BASIC Stamp 的控制器。Stamps控制器虽然使用简单但是提供功能比较少。如果你有程序设计基础,我建议你使用AVR架构的控制器。在Google上搜索在线微型控制器 (microcontrollers online)或查询我们的机器人配件列表。我个人是使用Cerebellum微型控制器,在列表里有很多其他的选择,也有越来越多的产品出现在市场上。

  

 

  控制器的售价在机器人专业网站上售价大约在80-120美元,另外还需要30美元够买一个程序编辑器(将你的计算机中的程序上载到芯片中),如果使用PIC架构的控制器, 还会需要买一个专用的编译软件,价格可能从免费到600美元价格不等。有部分控制器有会有内建的编译程序,这就是我为什么使用Cerebellum 的原因。你也可以自制一个便宜的编译程序。只要确认你的控制芯片有内建的马达驱动程序,LED和模拟信号输入\输出的接口。

  先不要担心不知道他们是什么,只要确认你的芯片有他们就可以了。大部分都会有。同样地也需要考虑功率要求。一般他们都会同时附上使用手册和范例程序来介绍芯片的使用方法。不过我不会照着那些例子做。因为他们看起来总是那么复杂,但事实上就只是简单的即插即用。只要按步骤接上电池,安装好马达\伺服机,连接好你的输入/输出传感器,把程序写好,你的电路控制就搞定了。在你买第一个控制板的时候要切记,一定要买使用简易的。你真正的了解那些附加的功能是做什么用的吗?你的第一个机器人,目的应该是学习怎么制作一个机器人,而不是制作一个高规格的机器人。

  现在怎么让我的机器人,嗯,成为一个机器人呢?机器人争霸赛Battlebot里的机器人不能算是是真正的机器人,因为它没有传感器,也不能做出自己的决定。你会希望他是自动的对吧???如果你想要一个Battlebot,那么你可以跳过下面这一段内容,直接用遥控器连接到你的控制器上即可。但是一个自动机器人可以帮你赢得女士们的芳心哦。

  接下让我们来认识一些基础的传感器:

  光敏电阻是最基本的传感器。有听过追光机器人(Photovore Robot)吗?如果没有可以到google上查一下。追光机器人一般有2个光敏电阻(每个好像是20美分),安装在机器人的两侧,内部运行二进制算法。运行中如果左侧的传感器感应的亮度比右侧的强,那么就会通知的你的差分驱动器向左转。如果他们接收到等强度的光, 会告知你的机器人继续直行。如果把光敏电阻传感器对准地面, 你的机器人能立即成为障碍物闪避机–能够避开在行进路线上的物体。是的, 就是这么简单!市面上还有很多便宜又简单好用的传感器装置,这是一个好的开始。

  

 

  好的,你已经凑齐了所有的零件,但它仍然不是一个机器人。现在该是进入设计,接下来是制作,机器人外壳的时候了。我会先提到设计,是因为预先做好计划通常是个好主意。由我过去经验发现,在每在设计上花1个小时就能在制作的时候节省1小时 (缺少计划而直接制作出来的结构质量通常也很差)。初学者可能会在设计上遇到困难,因为他/她不知道什么设计可以做得到,什么做不到。但是我仍然建议要先进行设计。我一开始制作机器人时候花在设计上的时间大约占整个制作时间的5%。经过这几年, 现在的我更年长也更聪明了,目前有90%的时间投入在设计时间。现在我的机器人设计规划得非常好,经常在收到寄来的机器人零件后一,两天内,有时候甚至是数小时内,就能组装好一个只机器人。

  为什么可以这么快呢?因为我应用3D绘图软件,它能清楚显示所有零件的位置、螺丝、及一切细节。我也注意的确保每个零件,除非必要,都避免需要钻孔或切割加工。我甚至仔细计算将承受的力量和需要的功率以保证它们都符合规格。你希望自己花了数小时制作的东西最后说“糟糕根本不能用”吗?

  你永远不用担心会过度设计,尤其当你参加像Battlebots那样零件经常损坏的竞赛,或是没有足够的资金/时间浪费在设计错误上的时候。

  好了,现在开始发挥你的想象力。要确实的按上面所提到步骤的来执行。基本上你需要决定的就是外形、零件的位置和如何将各个零件连接在一起。在设计上投入的时间越多,你花费在制作机器人的金钱和时间将会更少。记得要规画好钻孔的位置,将如何从铝板,聚乙烯或纸盒上切割出需要的零件,并且还要考虑重量的平衡。废物堆、旧玩具和mcmaster.com都是寻找结构零件的好地方。使用乐高(LEGO)来制作原型机可以早些发现设计缺陷。我也会建议使用魔鬼毡和双面胶带来让你的设计更容易修改。电池应该永远使用魔鬼毡来固定—方便充电时的拆装。你的第一个机器人一定需要修改很多次,所以设计的时候务必要让你的机器人更容易进行拆装及修改。

  现在你已经准备好制作你自己的机器人了。

  其他提示:

  1.不要重新发明轮子!去网上看看其他人做的东西,然后复制它们!这可能没有原创性,不过这是你的第一个机器人,不要期望在第一次尝试的时候就能发展出相对论。

  2.加入当地的机器人俱乐部。他们会有你所需要的所有设备和建议。他们会成为有力的支持团队。有时候你甚至可能找到合作伙伴来一起制作机器人(也可以分摊花销)?

  3.参加机器人竞赛。这样会给你动力,设计目标和有期限来完成机器人。另外如果赢得了奖金,你的机器人就能帮自己赚钱了。只是千万不要等到比赛前2个星期才开始。也不要指望你第一次就能获胜,除非你能在比赛开始的前一个月已经完成机器人。那样你就有很多的时间来调整和改善你的机器人。从失败中吸取教训重新设计你的机器人,然后投入下一场竞赛。

  4.买零件也是一个技巧。要寻找零件,确认符合你的规格并且还能买得起, 是很有挑战性的。记得, 有很多供货商会免费提供传感器和IC的样品给“你的公司”。

  5.随着机器人的外形尺寸呈线性成长,它的花费和难度都将呈指数成长。记得让你的机器人尽可能的小巧轻便。

  6.最重要的, 一定要切记遵循KISS原则。保持机器人简单明确!

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