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(转)自主机器人:我的机器人DIY制作情节——上

来源: 制作教程 奥松—AstRay 2014-3-20 11:18 显示全部楼层 |阅读模式
我编程实现的一个自主机器人(自主者,非遥控也),能够识别并规避障碍。她拥有全封闭的底盘并使用差速转向(原文为“tank steering”,坦克的驾驶方式),这种转向方式使用两台分开控制的电动机分别驱动两个主动轮(一机一轮)
控制信号来自其自身携带的Arduino微型控制器(在国内用单片机如PIC、AVR,或者Arm处理器都可以很好地替代),另外有一个舵机用于Makey头部的转动。Makey的头部装有一个超声波探头,她会持续的左右摇头,以得到不同方向上的距离信息,并进行存储和处理
1   工具和材料
● (使用的工具与零部件列表这里没翻,毕竟相当一部分东西买原版都不太现实也没有必要--国内的家伙事儿差不多的也能土法上马,有兴趣的童鞋请参考原文)
2   制作机身
● 机身由两片铝合金薄板制成,涉及的加工方法有切割、钻孔和折弯。你可以一次一片的加工,或者两片一起做以减少占用加工设备的机时。成品见2.5
● 注意:切割金属时务必佩戴防护眼镜
2.1   切割
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● 用带锯机把铝合金片切成图纸的形状,切割的边缘一定要在线外
● 提示:切割内角时,先切出一个大概的弧形曲线,然后从两个方向直线进刀以得到直角
2.2   打孔
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● 用冲子和小锤子在图上有十字线的17处冲出定位孔,为下一步的钻孔做准备。另外要在图上长方形的孔的四个角上冲透
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● 按照图上标十字线处的尺寸钻孔,要首先取下贴上去的图纸(不过别扔了),用钻头对准前面留下的冲痕开钻可以使钻孔更精确
● 把金属牢固的夹在废木头板上或者随便什么垫子上,这样可以得到更平滑的孔而不会导致薄金属板在钻孔处扭曲变形
● 为了掏成方形孔而钻圆形孔时,你可能需要调整钻孔的直径以使圆孔边缘与长方形的边相切
2.3   挖槽
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● 用冲剪完成对长方形孔的加工,如果你愿意的话可以把前面揭下来的图再贴回去,以便容易知道长方形的边界在哪。最后把边缘磨平
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● 用手工打磨工具去掉金属边缘的毛刺。给小孔磨边的方法为:把大钻头的尖端插进小孔,然后手工转几下
冲剪是长成这样滴:
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2.1-2.3都是跟合金板过不去的活儿,原作者的办法基本是土法上马,与美帝的高科技风格严重不符。柚子在大学折腾机器人那会儿去交大观摩,他们有加工中心,只要把CAD图画出来发过去,那边用等离子切割机就给“打印”出来了,钻啊、掏异形啊这种活儿根本不存在。更神奇的是切完的边不用磨,基本不扎手。另外我们用土法掏方形孔的时候是先钻大孔,把带锯拆开一头套进去然后慢慢锯,得到的孔要多丑有多丑,然后还得上铁砧拿小锤砸平
2.4   弯板
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● 把底板的折弯图用双面胶贴到铝板的另一面,对准圆洞方洞的位置,别贴歪了
● 把铝片贴折弯图的一面向上塞进弯板机里,在所有标示折弯的部位折90度
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● 每个长边上的两个突出部要先折,然后再折机身的边。(顺序反了就塞不进去了)
● 折弯后要缓慢释放,测量,确认每一处折弯都要是直角
2.5   制作顶板
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● 重复2.1-2.4步骤,加工顶板(top),然后你就搞定了每个机器人都会喜欢的底盘
3   运动系统
3.1   安装电机
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● 用4-40 x 1螺丝穿过小孔,将驱动电机定位在底板上,电机的传动轴应该穿过大孔
● 使用螺母和垫片在电机的一端上紧,因为可以施展的空间尺寸很小,可能需要尖嘴钳子(夹住螺母)才能上紧
3.2   制作轮毂
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● 用2英寸(外径,合50.8mm)的空心钻头(见过装空调的师傅在墙上钻大洞用的那种钻吧,很类似)在废木头板上钻出轮子(钻透木板之后木板上有个圆洞,钻头中间的洞里会剩下个圆片,这个圆片就是轮子),我用了18号板(貌似是一种规格),最终得到的轮子有3/4英寸(19.05mm)厚,直径1.8英寸(45.72mm)。钻轮子的时候要牢固的固定木板,并且缓慢进刀,防止卡住钻头
● 给2个木头轮子分别对心定位一个轮心(图中白色塑料的小轮子),并用小螺丝标记两个孔的位置,在此位置上用1英寸(原文如此,合25.4mm,不过疑为有误,从图上看孔绝对没那么大)的钻头钻透
● 给木头轮子喷漆,我喜欢红色光面防锈漆,这种东西非常薄,颜色很亮,覆盖性好并且容易清洁。注意,不要在安装孔里喷太多
3.3   制作轮胎
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● 用43号钻头在轮心上钻两个相对的孔,然后用4-40丝锥在每个孔里攻出螺纹
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● 用两个4-40 x 1螺丝从木轮外侧把轮子和轮心固定在一起,不要太紧
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● 给每个轮子装轮胎,轮胎外径比较大的一面朝外。最后把轮子装在驱动电机的传动轴上
3.1-3.3就是折腾那俩轮子,原作者极其不厚道,没说怎么对心,这个很重要,谁也不希望做完的机器人跑起来一跳一跳的。您还别问我咋对心,我也没经验,新手还是找现成的轮子对付一套比较安全。另外3.2-3.3中原作者留下一个逻辑错误,看出来的童鞋请举手
3.4   安装万向轮
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● 使用螺丝、螺母以及垫片将万向滚珠安装在底板底部
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