制作機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的一些經(jīng)驗(yàn)

hilgthest

設(shè)計(jì)：

   當(dāng)我還是一只小菜鳥的時(shí)候,，曾經(jīng)有一位大蝦語重心長(zhǎng)的對(duì)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(jí)別的控制與程序,，你還是只能得到一臺(tái)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(tái)不錯(cuò)的機(jī)器人,。”這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(dòng)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(gè)傳感器如何固定——每一個(gè)你可能想到的問題都應(yīng)做好規(guī)劃,，這將節(jié)省你的時(shí)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(gè)零件的圖紙，標(biāo)出每一個(gè)要鉆的孔,，想好究竟該怎樣把每一個(gè)零件連接在一起,。

幾條忠告——使用盡量少和簡(jiǎn)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(shí)候，要考慮到這個(gè)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(jiǎn)單和少的零件，意味著你出現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的機(jī)會(huì)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(chǎng)上銷售的零件都經(jīng)過了嚴(yán)格的設(shè)計(jì)與測(cè)試,。這些零件用在你的機(jī)器人上也不會(huì)出太大的問題,。這也將大幅的節(jié)省你的時(shí)間和精力。而你的時(shí)間和精力是無法用金錢來衡量的,。你可能花二十小時(shí)制作了一個(gè)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(gè)同事制作機(jī)器人的時(shí)候給他機(jī)器人上每一個(gè)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(shí)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(gè)機(jī)器人也不得不買了十箱螺釘,。

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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(huì)驚訝于為何我的機(jī)器人成本會(huì)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(huì)有意外的驚喜。有時(shí)候也許會(huì)找到一個(gè)好的舊電機(jī),，不過想要找到兩個(gè)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(gè)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,。

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車輪：

——直徑：選擇輪子時(shí)，首先要考慮扭矩和速度,。直徑大的輪子,，獲得同等的動(dòng)力輸入時(shí)，扭矩較低,，但轉(zhuǎn)速較高,。如果你的電機(jī)動(dòng)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(huì)較低，但是其扭矩足夠使你的機(jī)器人爬上一個(gè)小斜坡,。還有一個(gè)初學(xué)者經(jīng)常犯得愚蠢錯(cuò)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(huì)非常小,，越過一些路況不好的路面時(shí)會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的磕碰,。

——車輪紋理：車輪紋理對(duì)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(shí)有可能會(huì)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(huì)影響電機(jī)的效率,，并且輪子的磨損也會(huì)比較嚴(yán)重。

——輪子寬度：輪子的寬度不要太寬,，否則將會(huì)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(gè)孔來把電機(jī)軸輸出的動(dòng)力傳遞到輪子,。因此這個(gè)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(gè),。加工的時(shí)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(gè)過盈配合,。

——購買途徑：一般飛機(jī)航模的輪子是個(gè)不錯(cuò)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(shí)候最好選擇直接配有變速箱的電機(jī),，經(jīng)過變速箱的動(dòng)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(huì)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(gè)嘗試,。

電機(jī)：

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——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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)90度角,。這樣一個(gè)支架就制成了,。還有一個(gè)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(gè)合適的孔，就可以很容易的固定到我的聚乙烯底盤上,。

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安裝機(jī)器人電池：

   安裝機(jī)器人電池是一件很簡(jiǎn)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(jiǎn)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(shí)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。

   安裝你的電子設(shè)備時(shí)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(dòng)時(shí)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(shí)產(chǎn)生的一些電子信號(hào)也容易對(duì)你的控制電路產(chǎn)生干擾。

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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(dòng)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(huì)影響傳感器正常工作,；如果你做的是一個(gè)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(gè)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

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樓主真的經(jīng)驗(yàn)豐富啊,，學(xué)習(xí)下

leo620

說的很實(shí)在

00782911

很好的經(jīng)驗(yàn)之談,。不單純?cè)跈C(jī)器人上。其他設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)也是一樣的,。
只要能買到的,，就去買，不會(huì)比自己加工的花費(fèi)多的,。質(zhì)量也會(huì)有保證。

☆西北光☆

贊一個(gè),！

弗拉基米爾

國外自己制作機(jī)器人已經(jīng)很普遍咯

旋風(fēng)lwt

這個(gè)算抄襲么,，很久以前看過咯
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ls463

樓主真的經(jīng)驗(yàn)豐富啊，學(xué)習(xí)下
. K" s# @, y" E# V. J6 c: d

侏羅紀(jì)小怪獸

學(xué)習(xí)了,，漲經(jīng)驗(yàn)了

zhuhuide

給自已漲點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)