机器人CPG（中枢模式发生器）的制作材料：74HC240,电阻,洞洞板,20脚PDIP插座,锂电池,LED

一个Z 简单的基于步态的中枢模式发生器 ， 用电路来模拟生物腰部脊椎区域的神经网络 ， 产 生 出 一 组 间 歇 性 的 肌 肉 信 号 ， 驱 动 一 个 4 足 机 器 人 ， 电 路 如 图 2 - 1 1 所 示 。

熟悉BEAM机器人的爱好者一眼就会看出，这是一个精简了的Scout Walker II 型机器人。电路由4个对偶神经元 (IC1-IC2 、IC3-IC4 、IC9-IC10 、IC11-IC12) 组 成的神经网络构成， IC5 、IC6 、IC7 、IC8 、IC13 、IC14 、IC15 和IC16 是 电 机 的 双 向 驱动电路。4个神经元组成的网络产生有 一 定节奏的肌肉信号控制着机器人的4个执 行器(电机)。这个网络的另一个功能是当机器人腿部受到外界压力时，可以通过 电机把信息反馈回来，实现自我调整。

机器人的四肢在没有外界干扰的情况下(水平路面)做出的是本能的前进动 作，步态像4足小动物一样，左前腿→右后腿→右前腿→左后腿往复交替，这个机 制由电路的物理结构决定。当机器人的 一 条腿被绊住时，驱动这条腿的电机会把这 个信息传递到它所在的神经元，根据神经元的特性，这个信息Z后会传递到整个 CPG, 机器人将根据路面状况自动对步态进行调整。

这个神经网络中Z关键的元件是电阻R3, 从电路结构上也可以看出这一点。 如果R3的阻值过大或开路，机器人就会出现“偏瘫”;如果R3的阻值过小，左、 右两侧机体就无法协调运转，机器人就好像喝醉了一样。实际R3的阻值可以选取 1~10MΩ。

材料 ：

>>74HC240,8个

>> 2.2MQ 电阻(R4、R5、R6、R7),4 个

>>4.7MΩ 电阻(R1、R2),2 个

>>1MΩ电阻 (R3),1 个

>> 0.22μF电容 (C),8 个

>>洞洞板，1块

>>导线，适量

>>20脚PDIP插座，4个

>>排插，一组

>> 3.7V锂电池(配充电器),1个

>>红色LED,4 个(可选)

>>绿色LED,4 个(可选)

>>470Ω电阻，4个(可选)

IC1~IC16 均为74HC240里面的缓冲器，需要注意的是，驱动电机需要较大的 电流，要把多个缓冲器叠加在一起才能工作。我采取的是每两个74HC240叠加， 构成一个神经元和一个电机驱动电路的方法。电路中的阻、容值不是固定的， 需要根据机器人的实际动作进行调整， 一般来说，RC 越大，“肌肉”的动作 越 慢。

像之前的制作一样，要把74HC240 的1脚和19脚接地(低电平),激活全部缓 冲器。电机驱动也可以采取其他方式，如74HC245 、H桥或分立电路。玩家可根据 手头材料自行调整。

材料清单中Z后3项(红、绿LED和470Ω电阻)的作用是搭建出一个简单的电 机转向指示电路。把两个不同颜色的LED 正、反颠倒并联在 一 起，再串联 一 个电阻连接到电机的两个电极上，电机向一个方向转动时会点亮一个LED, 换向会点亮另 一个LED 。给每个电机都安装上一个这样的指示电路，可以非常方便地观察CPG的 运行状态。

制作所需的工具包括焊台、放大镜架子、偏口钳、镊子、平口钳，Z好再准备 一个75W的外热烙铁，降低机器人骨架的焊接难度。

制作CPG 所需的主要材料如图2-12所示。对于有一定经验的爱好者，建议尽量 选择小型元件，这样可以使焊接完成的电路模块看起来更规矩。比如0.22μF电容 可以选择0805封装的贴片电容，参数一致性好，基本不用配对，可以直接焊接在芯 片引脚之间。1/16W 的电阻也是这个道理，体积小，方便走线，且价格低廉， 一些 常用阻值可以考虑一次购买1000只(网上价格在5元左右)。