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設(shè)計(jì)： 當(dāng)我還是一只小菜鳥的時候，曾經(jīng)有一位大蝦語重心長的對我說過：“如果你的機(jī)器人機(jī)械部分設(shè)計(jì)糟糕，即便你擁有專家級別的控制與程序，你還是只能得到一臺糟糕的機(jī)器人；可如果你的機(jī)械部分設(shè)計(jì)合理，即使你的控制系統(tǒng)與程序很差勁，你還是可以說制作了一臺不錯的機(jī)器人�！边@條忠告我一直銘記至今。 規(guī)劃： 你是否認(rèn)為擁有前景規(guī)劃的人在生活中更容易獲得成功？是的！制作機(jī)器人也是如此。在動手之前在紙上或是計(jì)算機(jī)里做好規(guī)劃的重要性毋容置疑。比如機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)采用什么材料，每一處的連接使用什么規(guī)格的螺絲，每一個傳感器如何固定——每一個你可能想到的問題都應(yīng)做好規(guī)劃，這將節(jié)省你的時間和金錢，并且你的機(jī)器人最終的結(jié)構(gòu)也將更加完善。具體來說，你應(yīng)該畫出每一個零件的圖紙，標(biāo)出每一個要鉆的孔，想好究竟該怎樣把每一個零件連接在一起。
7 _ z- z# s {% `* o) s幾條忠告——使用盡量少和簡單的零件。使用更少的零件，意味著你需要準(zhǔn)備的零件就更少，需要設(shè)計(jì)的零件就更少，需要的花費(fèi)就更少。設(shè)計(jì)零件的時候，要考慮到這個零件是否易于加工。不要設(shè)計(jì)沒有必要或是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件，或是你沒有條件加工的零件。簡單和少的零件，意味著你出現(xiàn)設(shè)計(jì)錯誤的機(jī)會就越少。 ——使用現(xiàn)成的零件。使用現(xiàn)成的零件，意味著你將花費(fèi)更多的金錢。但是毫無疑問，現(xiàn)成的零件比你自己設(shè)計(jì)的零件更加可靠。市場上銷售的零件都經(jīng)過了嚴(yán)格的設(shè)計(jì)與測試。這些零件用在你的機(jī)器人上也不會出太大的問題。這也將大幅的節(jié)省你的時間和精力。而你的時間和精力是無法用金錢來衡量的。你可能花二十小時制作了一個功能貧瘠可靠性不高的電源，實(shí)際上你只要花費(fèi)$20就可以買到更好的成熟產(chǎn)品了。 ——不要使用太多的不同規(guī)格的螺釘。我的一個同事制作機(jī)器人的時候給他機(jī)器人上每一個不同的連接處都使用了不同的螺釘。最后我進(jìn)行拆卸的時候不得不使用了十種不同的六角扳手。而我的同事為了制作這個機(jī)器人也不得不買了十箱螺釘。 0 ~6 ~6 s1 r# W
框架結(jié)構(gòu)： 框架結(jié)構(gòu)就是你機(jī)器人的主體部分，也就是其他所有零部件的支撐部分。要使用一種重量輕，剛性好的材料。比如鋁板或聚乙烯。 零部件： 如果你見到我最初三年所制作的機(jī)器人，你一定會驚訝于為何我的機(jī)器人成本會如此之低。畢竟商店里賣的各種機(jī)器人部件都是價(jià)格不菲。實(shí)際上，幾乎可以這么說：你可以在自己的屋子里找到所有的你所需要的機(jī)器人的機(jī)械部分零件。一般來講，我的機(jī)器人預(yù)算是這樣的：電機(jī)大約10~50美元；機(jī)械材料大約20美元；車輪一般大約8美元；其他一些雜項(xiàng)包括螺栓螺母大約10美元。翻一翻你的舊物，說不定會有意外的驚喜。有時候也許會找到一個好的舊電機(jī)，不過想要找到兩個一模一樣的舊電機(jī)做搭配就比較難了。 固定： 經(jīng)常有一些新手朋友問我：“究竟怎樣把各個零件固定到機(jī)器人上才好？”必須要明確一點(diǎn)：不同的零部件都有不同的合適固定方法，如位置、重量、尺寸、功能等等。一定要具體情況具體分析。 9 a3 L3 K8 x( u) F+ Y& }
車輪： ——直徑：選擇輪子時，首先要考慮扭矩和速度。直徑大的輪子，獲得同等的動力輸入時，扭矩較低，但轉(zhuǎn)速較高。如果你的電機(jī)動力較強(qiáng)勁，則可以選擇直徑較大的輪子。伺服電機(jī)的輸出扭矩較大，所以輪子的直徑一定要大。如果你的電機(jī)負(fù)載較小，那么可以選擇輪子的直徑小一點(diǎn)。這樣機(jī)器人的速度會較低，但是其扭矩足夠使你的機(jī)器人爬上一個小斜坡。還有一個初學(xué)者經(jīng)常犯得愚蠢錯誤，就是輪子直徑等于或是僅僅比電機(jī)大一點(diǎn)，這樣你的機(jī)器人離地間隙就會非常小，越過一些路況不好的路面時會發(fā)生嚴(yán)重的磕碰。 ——車輪紋理：車輪紋理對一些路面來說非常重要。一些初學(xué)者經(jīng)常忽視車輪紋理的選擇。如果你的車輪表面太光滑，將很難獲得足夠的摩擦力。過度光滑的輪子在剎車或加速時有可能會打滑。這一點(diǎn)上塑料輪子就不如橡膠輪子表現(xiàn)好。但是如果輪子的摩擦過大，比如泡沫材料，則會影響電機(jī)的效率，并且輪子的磨損也會比較嚴(yán)重。 ——輪子寬度：輪子的寬度不要太寬，否則將會影響機(jī)器人的靈活性。我曾經(jīng)使用過2.5厘米厚的泡沫輪子，結(jié)果機(jī)器人運(yùn)行的非常差。 ——輪子的中心孔徑：最終你要通過這個孔來把電機(jī)軸輸出的動力傳遞到輪子。因此這個孔徑的選擇要根據(jù)你電機(jī)軸的大小來決定。 ——輪子如何安裝：過盈配合：如果你的輪子沒有中心孔，那你就要自己鉆一個。加工的時候一定要確保你所加工出來的孔是在輪子的中心。加工出來的孔徑應(yīng)比電機(jī)軸稍微細(xì)一點(diǎn)點(diǎn)。然后在孔中涂一點(diǎn)強(qiáng)力膠，將電機(jī)軸穿過輪子的中心孔，使電機(jī)軸與中心孔形成一個過盈配合。 ——購買途徑：一般飛機(jī)航模的輪子是個不錯的選擇，網(wǎng)上有很多航模的配件商店，有很多的選擇。你可以自己去搜索一下。 電機(jī)的種類浩如煙海，我這里假設(shè)你的機(jī)器人使用的是最基礎(chǔ)的直流電機(jī)。購買電機(jī)的時候最好選擇直接配有變速箱的電機(jī)，經(jīng)過變速箱的動力輸出可以使你的機(jī)器人更易于控制、更有力。我建議你不要嘗試自己去制作電機(jī)的減速系統(tǒng)，這將會給你帶來各種各樣非常多的問題。我的第一次嘗試最終也是以失敗告終。我真的不建議你去做這個嘗試。 電機(jī)：
6 X$ b( e! B7 g& o# Y$ W——普通電機(jī)安裝：不論什么類型的電機(jī)，要固定到你的機(jī)器人底盤上都需要一個L形支架。你可以用一塊有一定厚度的鋁片來制作。一側(cè)上鉆兩個孔，用來利用螺絲將鋁片固定在機(jī)器人底盤上；另一側(cè)鉆兩個孔，用來利用電機(jī)上的固定孔來固定電機(jī)。將鋁板折成一個90度角。這樣一個支架就制成了。還有一個選擇：就是使用現(xiàn)成的U形鋁，這種鋁材很容易找到。只要大小合適，再鉆上幾個合適的孔，就可以很容易的固定到我的聚乙烯底盤上。
0 [ L! y! f' J$ B% `安裝機(jī)器人電池： 安裝機(jī)器人電池是一件很簡單的事情。只要你使用的是固態(tài)電池（比如鎳鎘或鎳氫電池）。最簡單的固定方法就是用膠或膠帶來把電池固定在機(jī)器人底盤上。 電子電路： 將電路板裝在你的機(jī)器人上有時候是件很困難的事情。如果你的運(yùn)氣夠好，買到一塊預(yù)留了螺紋孔的電路板就比較便于安裝。如果沒有的話，那么你就要想辦法自己在電路板上鉆孔，然后使用螺母與螺桿來把電子芯片固定在機(jī)器人底盤的聚乙烯板上。
8 R2 b2 l" x" T, C1 P4 Q3 R8 e 安裝你的電子設(shè)備時要記住一件事：盡量把你的電路板或其他一些電子設(shè)備安裝在機(jī)器人的高處。因?yàn)檫@些電子設(shè)備大多較輕，而你應(yīng)當(dāng)盡量使你的機(jī)器人重心靠下。并且如果你的電路板離地太近，那么機(jī)器人在運(yùn)動時濺起的一些污垢就很容易把電路弄臟。而電機(jī)在運(yùn)行時產(chǎn)生的一些電子信號也容易對你的控制電路產(chǎn)生干擾。 % \! Q; _# T3 o! J' j1 I
布置傳感器： 安裝傳感器方面，很難有什么共通的準(zhǔn)則。安裝傳感器最大的困難就是在機(jī)器人上總是有這樣或那樣的影響傳感器工作的限制。比如傳感器不能離噪音較大的電動機(jī)太近；傳感器可能必須要裝在機(jī)器人的前面或兩側(cè)；并且要有一定得保護(hù)措施，避免碰撞或灰塵也有可能會影響傳感器正常工作；如果你做的是一個巡線機(jī)器人，那么機(jī)器人底部傳感器的離地間隙必須精確。因此如果想將傳感器安裝在一個非常合適的地方，你必須利用一些技巧和工具：螺紋、膠、或是一些自制的支架 2 ^* }; K9 H' p1 j+ L7 I
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發(fā)表于 2013-9-3 14:28:21
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