組裝機器人的方法?
如果是買的現成的機器人套裝,一定帶有組裝說明書,按照說明書一步一步順序走下去就能順利組裝成功的。
如果丟失了說明書,則需要你分析組裝了。對于人性機器人,必須從腳、小腿、大腿、手、手臂,前些枝干的組裝要注意電控引線的位置。身軀、腿和手臂與身軀組裝,最后身軀的前后電池板和控制電路板,最后頭,安裝控制板的時候注意驅趕引線與控制板的連接以及固定方法。
最后再接入電源部分,接電源一定要注意不要接反了和有無短路現象。最好再開電源時串接電流表,觀察電流情況,在機器人沒有運動情況下的總電流應該在百mA數量級,運動時可以達到或超過A級試試。
工具或原料:電池端子--2 個;滾柱罩--紅色的滾柱罩可以在混亂的活動中避免閂鎖臂飛出。閂鎖臂和滾柱罩都是寬松地安裝在黃色底座的槽中的;電路板--微控制器和簡單的電路板;鋰離子電池則在電路板下面。
通訊線圈--通訊線圈在其下面;接口--在電路板和電磁驅動器與通訊線圈之間的接口;銅箔--我們用的是背面有粘性的銅箔,用切割機切成標簽的形狀,將它粘在塑料上; 線圈和磁鐵--置于黃色底座中的電磁線圈,以及插入紅色閂鎖臂的稀土磁鐵。
通訊線圈--下面有通訊線圈,和表面平齊;閂鎖--別的機器人要鉤住這個機器人的話,就要靠這個閂鎖;閂鎖鉤--抓住其他機器人所用的閂鎖鉤;底座--激光切割的丙烯酸(亞克力)底座,黃色的部分厚度為 3/16 英寸,用膠水粘在底部的厚 1/16 英寸的透明丙烯酸塑料板上。
制作印刷電路板(PCB) PCB 是通過Eagle PCB 設計軟件進行設計的。Gerber 文件可以直接發送到 PCB 制作服務,制作出電路板來。還附上了面板化的 gerber 文件,這個版本將機器人的 PCB 分成了 16 塊面板,讓制造的效率更高,成本更低。
采用體積非常小的表面封裝(SMT)元件,并得以把一個微控制器、10 支表示狀態的發光二極管、4 個用于驅動執行機構的場效應晶體管,以及編程/電力接頭布置在了一塊 25 毫米 × 25 毫米的電路板上,上面還配備了供 4 個執行機構和 4 個傳感器連接的接觸點。
組裝電路。
機器人帶有兩個電磁驅動的閂鎖。紅色的閂鎖臂壓裝有一個 3 毫米的立方體磁鐵(NdFeB 類型),而黃色的機器人底座壓裝有一個圓柱線圈。這些線圈都是根據以下規格自信制備的:700 匝 42 口徑的線圈線,長 4 毫米,纏繞在一個直徑 2 毫米的軸上。制作出來的線圈外徑大約為 4 毫米,內徑大約為 2 毫米。
制作印刷電路板;在印刷電路板上布置元件;對微控制器進行編程;制作機器人的塑料零件;組裝機器人的塑料零件;在機器人的架構中組裝磁體;在機器人的架構中組裝電子器件;測試。
機器人如何組裝
如何制作你自己的獨立自組裝機器人?本制作項目將對應用于我們的科學研究中的機器人的每一個細節作詳細描述,包括 CAD 文件、源代碼、組裝指導等等。你一般可以輕易找齊所有所需要的材料來重現我們的實驗,或者制作出一個有趣的玩具。
工具/原料
電池端子:2 個
滾柱罩:紅色的“滾柱罩”可以在混亂的活動中避免閂鎖臂飛出。閂鎖臂和滾柱罩都是寬松地安裝在黃色底座的槽中的。
電路板:微控制器和簡單的電路板;鋰離子電池則在電路板下面。
通訊線圈:通訊線圈在其下面
接口:在電路板和電磁驅動器與通訊線圈之間的接口
銅箔:我們用的是背面有粘性的銅箔,用切割機切成標簽的形狀,將它粘在塑料上。
線圈和磁鐵:置于黃色底座中的電磁線圈,以及插入紅色閂鎖臂的稀土磁鐵
通訊線圈:下面有通訊線圈,和表面平齊
閂鎖:別的機器人要鉤住這個機器人的話,就要靠這個閂鎖
閂鎖鉤:抓住其他機器人所用的閂鎖鉤
底座:激光切割的丙烯酸(亞克力)底座。黃色的部分厚度為 3/16 英寸,用膠水粘在底部的厚 1/16 英寸的透明丙烯酸塑料板上。
組裝過程
制作印刷電路板(PCB)
PCB 是通過Eagle PCB 設計軟件進行設計的。Gerber 文件可以直接發送到 PCB 制作服務,制作出電路板來。還附上了面板化的 gerber 文件——這個版本將機器人的 PCB 分成了 16 塊面板,讓制造的效率更高,成本更低。
我們將電路設計得簡單而靈活,因為我們在開始并計劃著試用了各種各樣的控制算法、執行機構,以及通訊方式時還沒有將機器人的設計方案最終定下來。我們還需要讓電路既小又輕。我們在最終設計方案中決定采用體積非常小的表面封裝(SMT)元件,并得以把一個微控制器、10 支表示狀態的發光二極管、4 個用于驅動執行機構的場效應晶體管,以及編程/電力接頭布置在了一塊 25 毫米 × 25 毫米的電路板上,上面還配備了供 4 個執行機構和 4 個傳感器連接的接觸點。我們試著把電路板做得更小,但那樣組裝起來難度就太大了。我們所采取的簡單而靈活的策略得到了很好的效果——我們后來用多余的電路板又進行了其他 3 項于此完全無關的制作項目。
組裝電路。
線圈與磁體:電磁線圈被壓裝在黃色底板上切出的一個孔中,而立方形的稀土磁體被壓裝在紅色的閂鎖臂中。
閂鎖臂的平衡:閂鎖臂的形狀讓它微妙地平衡在這支點上,因此微弱的電磁力就能夠讓它開啟或閉合。
通訊線圈
閂鎖臂掛鉤:用于抓住其他的機器人。它通常處于“閉鎖”位置,從而可以抓住任何碰上它的機器人。在兩個機器人相互進行通訊了以后,它可以決定激活電磁鐵,將閉鎖打開,升起掛鉤,放開那個被抓住的機器人。
機器人帶有兩個電磁驅動的閂鎖。紅色的閂鎖臂壓裝有一個 3 毫米的立方體磁鐵(NdFeB 類型),而黃色的機器人底座壓裝有一個圓柱線圈。這些線圈都是根據以下規格自信制備的:700 匝 42 口徑的線圈線,長 4 毫米,纏繞在一個直徑 2 毫米的軸上。制作出來的線圈外徑大約為 4 毫米,內徑大約為 2 毫米。我們之所以選擇這樣的線圈規格是為了能夠直接利用機器人的電源來驅動它們,并且產生適當的電量。我們一開始試著在線圈中插入一個磁芯,這樣可以讓它的功率更大,但是我們找不到一個可以在線圈斷電之后失去磁性的磁芯,而且我們也無法翻轉線圈的極性(每個執行機構配備 1 個場效應晶體管是無法做到的,得有 4 個才行)。
通訊
通訊線圈1:通訊線圈被壓裝在黃色底座中。其頂端與底座表面齊平。當兩個機器人閉鎖在一起時,它們的通訊線圈就會正好靠在一起,雖然由于空氣曲棍球臺面上混亂的環境會讓機器人發生劇烈的扭曲,因此實際上這兩個線圈可能相距最多有 5 毫米。
通訊線圈2:在這個標簽下面還有另一個通訊線圈
塑料彎片:在黃色底座上插入一塊特殊設計的塑料彎片,讓通訊線圈固定在其中。
機構線圈:驅動閂鎖臂的執行機構線圈
銅片:粘貼式的銅片讓電路聯通到另一個通訊線圈上
這些機器人利用電感耦合來進行短距離的無線通訊。每個機器人帶有 4 個小(3 毫米 × 2 毫米)線圈,各位于四個面上。它們在安裝后與表面齊平,這樣一來當兩個機器人在一個面上適當組合起來之后,兩個線圈之間的間距就總是在幾個毫米以內了。我們之前說過要使用的是簡單的 8 位微控制器,帶有 1K 的 RAM,最大模數采樣率為 10 千赫茲,其總時鐘頻率為 8 兆赫茲。這其中根本就不需要數模轉換的電路。因此我懷疑既然線圈的諧振頻率高于模數采樣率,而且我們無論如何也無法生成正弦波形,那么它可能無法發送或接收 AM 或者 FM 的無線電信號。而且我們也沒有足夠的計算能力來處理這么龐大的快速傅立葉變換算法(FFT)。因此我們轉而意識到所需要發送的數據寥寥無幾,所以我們可以讓它慢慢傳輸。我們只是簡單地通過開關通訊線圈來發送電磁脈沖信號。每當線圈通電或斷電時,它就會生成一道短暫的電磁(EM)脈沖序列,其頻率為其固有頻率。周圍任何線圈都會與它形成磁耦合,并生成相應的脈沖輸出。我們只要利用微控制器的模數轉換尋找這些脈沖就行了。由于脈沖的頻率高于模數采樣頻率,所以我們不能指望檢測到每一道脈沖。因此我們發送大量脈沖,并且進行大量的檢測。這個方案很有效。這是有史以來最龐大的 Hack 了!一旦在空氣曲棍球臺面上有一群這樣的機器人到處橫沖直撞,整個環境就變得非常混亂了。我們不斷地在軟件中添加錯誤檢測和修正層,最終讓通訊可靠程度上升到了 50 個隨機碰撞單元每小時大約只發生 1 次錯誤。大功告成之后,在兩臺機器人之間的數據傳輸率為每 2 秒 2 比特。那可是比特啊,不是千比特。這是在假設沒有數據發生沖突或者出現錯誤的情況下的最大值了。每個線圈既用于發送也用于接收數據,因此有時會發生沖突,這就需要重新發送了。發送數據大約耗時 200 毫秒,在隨機狀況下,由于沖突而需要重新發送,所以耗時在 2000 毫秒的范圍以內。
微控制編程
1)列隊一群黃色和綠色的機器人將會排列成黃色的一排與綠色的一排。
2)錯誤修正結晶:單個的“種子”晶體將會以螺旋形式組成一個完美的黃綠相間的棋盤。
3)感染和重新編程:機器人們一開始使用結晶算法組合。接著放入一個病毒機器人,它會對其他機器人注入新的程序,并在晶體中傳播開來。最后晶體組合會散開,這些機器人單元會使用列隊算法排成兩排
4)DNA復制:單獨的一串機器人(4 個、5 個等等)被放入一群自由的機器人之中。其 DNA 通過只有本地狀態和本地信息傳輸的錯誤修正算法以指數增長的速度進行復制——就像真實的 DNA 復制一樣。
每個機器人單元都以含有所有算法的代碼進行了程序編制。接著,一個特殊的“編程”機器人單元就可以輕易設定每個機器人單元所激活的算法和所激活的顏色。
1. 制作印刷電路板
2. 在印刷電路板上布置元件
3. 對微控制器進行編程
4. 制作機器人的塑料零件
5. 組裝機器人的塑料零件
6. 在機器人的架構中組裝磁體
7. 在機器人的架構中組裝電子器件
8. 測試
如何制做玩具遙控機器人
如何DIY“BEAM機器人”?
直接購買可組裝的機器人是一種簡單便利的捷徑,但是這樣機器人往往限制就比較多,而且需要另外的程序設定。若要隨心所欲地制作機器人,3D打印的開源項目是另一種不錯的嘗試,不過其對于動手能力和編程水準就有著更高的要求。一般人可以遵從著指導說明來完成一個機器人的制作,另一種簡潔的機器人制作手段——BEAM機器人。
BEAM機器人一般譯作仿生機器人,開頭的英文字母并不是“光柱”的意思,而是由4個英文單詞Biology、Electronics、Aesthetics、Mechanics的首字母組合而成,翻成中文分別是“仿生”“電子”“美學”和“機械”,BEAM機器人就是結合了這些技術的要點而制作出來的機器人。
早在1988年,Mark Tilden就提出了BEAM機器人的概念,并制作出了第1臺基于此概念的機器人。其初衷是為了仿照生物的一些生理結構或是動作行為來簡化控制過程,并以此作為設計思路來制作出了一種包含控制元件的電路,這種電路被稱為神經元。這種控制方法可以模擬生物的應激過程,神經元使用的是電路開關,從而避免了制作相應的程序。
圖2 Mark Tilden
圖3 一塊神經元電路
隨著技術的發展,普通人也越來越容易制作機器人了。隨著這種思路逐漸被大眾所接受,BEAM機器人也就逐漸形成了一種公認的規范,目前大家所公認的基本要求有以下3點:
1.盡可能使用最少的電子元件;
2.采用回收材料以及廢料來制作;
3.使用輻射能作為動力來源(大多數情況下就是太陽能)。
由此可見,BEAM機器人非常適合那些有想法有創意卻苦于自己沒有編程方面特長的人群,基本上只要懂焊接,并具備基本的動手能力,都可以在這種理念下做出屬于自己的BEAM機器人。
神經元電路入門——太陽能引擎
雖然BEAM機器人的原理簡單,而且少了編程這一環節,但是電路上的工夫還是要下的。而且也因為少了編程,控制方面就必須由電路開關來接替。雖然所用電子元件不多,但是電路上的基本知識和一些技巧還是必須要有的。BEAM機器人的神經元電路有著很多巧妙的設計,需要大家在不斷學習和摸索中逐漸領會,這里就以BEAM機器人的一個入門級經典電路——太陽能引擎作為例子,讓大家先熟悉電路的制作。
太陽能引擎是多數BEAM機器人的心臟設備,它為機器人提供動力。傳統太陽能引擎的電力輸出往往不盡如人意,于是BEAM機器人的愛好者Ben Hitchcock在此基礎上改進出了一個效率更高的引擎。這個太陽能引擎可以給出一個電脈沖到電機上,從而驅動電機運動,也可以將電機改成其他設備來達到不同的需求。作為最基本的神經元電路單位,可以在此基礎上做出各種機器人作品。
由于不同類型的機器人受其體積和功能的影響,這里的電子元件不需要都焊在電路板上,可以根據實際情況巧妙布局和連線,這就要考驗大家的想象力以及動手能力了。學會了制作太陽能引擎,就可以在此基礎上制作一些機器人了。
樂高怎么拼機器人
樂高拼機器人的步驟如下:
1.兩個小車作為機器人的腳
2.長方形的積木搭建一樣高的,作為兩條腿
3.搭建機器人的肚子,管道連接器放在兩側,一會兒搭建胳膊
4.用長方形積木塊將肚子圍好
5圍好的機器人肚子
6按上管道作為胳膊
7安裝脖子,嘴巴,帶眼睛的積木。組裝好的機器人
樂高玩具公司總部位于丹麥,在提供模擬兒童的創造力、想象力和學習能力的高品質產品和體驗方面,它是全球的佼佼者,其產品主要通過游戲性的活動來鼓勵游戲者動手、動腦創作,激發他們的興趣,并促進團結和共同思考。
從孩子父母角度來看,樂高是令人無法挑剔的。它安全、沒有暴力、干凈、容易清洗,它還是一種教育孩子的道具。通過它,孩子們可以使他們自己的想象力付諸實踐。有不少父母甚至也愛上了樂高玩具,他們有時花費好幾個小。
樂高機器人教育是依托樂高器材,以樂高為品牌,培養兒童動手能力和創造力為目的,在游戲中自然而快樂的學習,樂高機器人教育在教學目標和原則方面體現的是“做中學,學中樂”,并且是依托樂高教具,具有十分明確的可操作性。確實是值得帶小朋友去體驗樂高機器人教育,十分有趣,孩子的動手能力及創新思維都會有不錯的提升。
怎么用樂高拼一個摩托車變成一個機器人
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