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机器龟的结构制作材料:底盘,执行器,传感器,中型减速电机,万向轮,标准舵机

来源:机器人制作从入门到精通      编辑:创泽      时间:2026/1/26      主题:其他   [加盟]

模拟版机器龟是一部由模拟电路控制的轮式机器人,有一定制作经验的机器人 爱好者会觉得它有点简单,起码在技术上已经过时了。事实也是这样,以我们现在 所掌握的科学技术翻回头去研究一个老式的模拟控制电路,可能动手的乐趣会更 多一些吧!这次用Arduino 制作的数字版机器龟,在技术的分配上就显得比较均衡 了。数字版机器龟是一部由程序控制的机器人,你在制作中既能体会到搭建硬件结 构的乐趣,又可以学习到很多程序设计方面的知识。

“机器龟”是从机器人的外形和行为上得出的称呼,如果进行准确的描述,它 应该属于轮式移动平台,或称为小车机器人。虽然步行机器人比轮式机器人的动作 更灵活,外形也更讨人喜欢,但是轮式结构相对简单,造价也比较低,所以仍然是 机器人爱好者的选制作对象。实际上现在大多数移动机器人都是轮式驱动的,履 带式机器人可以看成轮式机器人的一个变种,它们只是结构不同,驱动方式是完全 一样的。小型轮式机器人的结构通常涉及3个部分。

(1) 底盘:活动底盘是整个机器人的基础,底盘一般由两个电机驱动。

(2) 执行器:执行器也称为受动器,即机器人底盘上搭载的执行元件,包括 云台、视频采集设备、机器手等。

(3) 传感器:传感器也搭建在底盘上面,它们的作用是感知机器人周围的环 境信息。

这只数字版机器龟,对这3个结构部分都有所体现。它有一个PWM驱动的活动 底盘,底盘上搭载了一个可旋转的传感器平台,机器人头部设置了一个距离传感 器,底盘下装有4个边缘传感器。说到这里,机器龟的大致结构就已经出来了,接 下来的工作就是寻找合适的材料搭建它的结构部分了。

动动脑筋,生活中很多常见的材料都可以作为机器人的零件。善于利用身边现 有的材料进行制作,可以带来若干好处。D一,也是Z明显的,可以节省你的荷 包;第二,使你养成深入细致的观察习惯。其实一些平时看起来毫不起眼的东西只 需要稍加雕琢,就能变成生动有趣的机器人。这次制作机器人底盘所使用的材料是 一块木地板的边角料。在木地板底盘的方案后面,还提供了两个可供参考的备选方 案。这几个方案的共同特点是材料灵活使用,造价超便宜。

底盘材料:

>> 木地板1块,实际需要大约120mm×200mm

>> 中型减速电机(6V、30r/min),1对,配轴连器、80mm 橡胶轮胎

>> 万向轮,1个

>>标准舵机,1个

>>洞洞板,2块

>>铝合金板(用于制作机器龟头部的传感器框架、舵机支架和电机支架),1块

>> 6V电池仓

制作工具:

>> 钢锯

>> 台钳

>> 锉刀

>>台钻,M3.2钻头

>>十字螺丝刀

>> 平口钳

图示为制作机器人底盘的主要材料。电机、轴连器和轮胎可以在网上比较大 的机器人材料店里成套购买。因为电机支架的结构比较简单,这里采用自制 的 方式 。

先切割两块铝板,制作一对L 形的电机支架。图中为电机安装好支架和轴 连器的样子。车轮的轮毂内侧是六角形的,可以直接配合轴连器固定。

木地板可以直接用钢锯切割成型,切割以后需要用锉刀将边缘打磨光滑,防 止掉皮。这次使用的是家里装修剩下的一块木地板,因为怕和现在地面上铺 的地板“撞衫”,就把它反过来用。背面的颜色看起来有点老式电木板的感觉, 给人的感觉既复古又亲切。木地板作为机器龟的底盘,全部的结构件和电子 部分都安装在上面。因为板材有一定厚度,建议使用台钻进行孔,不垂直的 孔将会给后续的安装带来麻烦。为了避免反复拆装,钻孔需要一次全部钻好。

用铝板制作一个安装舵机的U 形支架,后面要用它驱动机器龟的传感器平 台,这部分结构相当于机器龟的脖子。脖子的负荷非常轻,对舵机要求不高, 使用一般的标准38g舵机就可以了。

将电机、车轮、万向轮和舵机安装在底盘上的样子。底盘上面的空间很大, 可以用铜柱堆叠多块洞洞板。制作好的底盘比较重,证明事先选择中型电机 和车轮的决定是正确的。





机器人的避障功能原理:接触式传感器触发的“神经阻断”电路

制作静片使用的材料是端子芯和黄铜管,把一根有弹性的金属丝套在铜管里做开关的动 片,碰到物体后,金属丝和铜管内壁接触,电路导通,以用电阻引脚弯个圆圈做成静片

4足机器人的制作材料:微型减速电机,车条,曲别针,热缩管

电机的布局建议稍微靠后,给两条前腿留出多 一点活动空间。因为前面制作的CPG 是主-从神经元结构,前腿带着后腿走,前腿的动作幅度大于后腿。这样的设计可以使机器人跨越路面上的一些小障碍

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

神经网络中最关键的元件是电阻R3,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

蚂蚁机器人的制作材料:74HC240,光敏二极管,微型电机,电源端子,插头尾簧,洞洞板

,74HC240,4个,光敏二极管,2个,0.22μF无极电容,6个,微型电机,2个,1MΩ电阻,6个,1.5MΩ电阻,2个,PC电源端子(母,拆芯),2位,小型压线端子(拆芯),2位,3mm黄铜管(可选),1小段,RCA插头尾簧,1个

3D光电跟踪头的制作材料:74HC240,二极管,电容电阻,锂电池,开关端子

光电跟踪头的感光元件可以使用任何规格的光敏二极管或红外线接收二极管;74HC240 在这里作为两组神经元电路使用;74HC245 是小型BEAM 机器人常用的双向电机驱动芯片

2D光电跟踪头的构造:两个光敏二极管, 一 片数字逻辑集成电路,一个减速电机

电机为机器人制作中常用的N20 微型减速电机,标称电压为6V;感光元件串联在电源两端;芯片的第1/19脚为 使能端,实际使用中要接低电平;端子芯取自工业连接器里面的接线排座

寻光机器人电子部分的制作材料:三极管,光敏电阻或光敏二极管,红外线接收管,锂电池

机器人电子部分的主要元件使用的三极管是C1815, 可以替换成电流更大的8050,也可以使 用其他型号的小功率NPN 型三极管。锂电池充电器用一个报废的摩托罗拉手机充电器(标称输出 4.4V/1A)改造而成

寻光机器人机械部分的制作:车式底盘,传感器和控制器,车轮,盖形螺帽

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机器人多指灵巧手的神经控制的原理:控制系统硬件,控制系统软件,复合控制方法

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资料获取

创泽机器人底盘测试
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