怎么样制作遥控机器人 应该怎么做?

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很多人认为机器人是一种可以自主运行的机器。不过,如果将“机器人”的定义稍微放宽一点,那么能够被遥控的物体也可以被看作是机器人。也许你觉得制作遥控机器人很难,但实际上,如果知道方法,这是一件很简单的事情。毫无经验的高中生和初中生就能完成这项工作。本文将就如何制作遥控机器人进行说明。

步骤

以Build a Remote Controlled Robot Step 1为标题的图片

1认识自己将要制作的东西。你无法制作一个真人大小、两条腿、人形并且能够帮你做所有家务的机器人。有多个夹具,可以伸出并拿起100斤重物的机器人也超出了你的现有能力。你需要从简单的机器人开始,它能根据你的无线操控指令向前、后、左、右方向移动。不过,打下基础并制作出这种简单的机器人后,你通常可以在上面加点东西或修改现有结构或功能。例如,装上前悬式装载机那样的动臂和铲斗。你应当遵循一条原则:没有机器人是完成品。它总有改造和改进的空间。

以Build a Remote Controlled Robot Step 2为标题的图片

2详细规划你的机器人。在制作自己的机器人之前,甚至在订购零部件之前,你必须完成机器人的设计。对于你的第一个机器人,你应该采用简单的设计,即只在扁平的塑料片上安装两个伺服电机。这种设计非常简单,而且在制作完毕后通常会有多余的空间来安装其他零部件。请做好计划,制作一个大小约为15厘米*20厘米的机器人。它非常简单,你应该可以用尺子在纸上画出草图。由于机器人很小,你可以按照它的真实尺寸在纸上作图。制作更加复杂的大型机器人时,你应该学习使用CAD或谷歌Sketchup等类似程序来画图。

以Build a Remote Controlled Robot Step 3为标题的图片

3选择零部件。现在还没有到采购零部件的时候。你应该先选择零部件,并且知道哪里可以买到它们。尽可能地控制采购来源数量,因为有时你可以省下运费。你需要一个底座材料,两个“伺服”电机,一块电池,一个发射器和一个接收器。

选择伺服电机:为了让机器人可以移动,你需要使用电机。两个电机各驱动一个轮子。这样你就可以使用最简单的转向方法——差速传动。也就是说,两个电机同时向前转动让机器人前移,同时向后转动让机器人后退,一个转动而另一个静止,让机器人转向。伺服电机不同于基本的直流电机,前者是齿轮传动的,只能旋转180度,运行时可以传回数据。这次制作机器人将使用伺服电机,因为它更简单,你无需购买昂贵的“速度控制器”或单独的齿轮箱。知道如何制作遥控机器人后,你可以在制作第二台或改造第一台时使用直流电机,而不是伺服电机。购买伺服电机时,需要注意四个基本要点:速度、扭矩、大小或重量以及是否能够改造成360度旋转。由于伺服电机只能转动180度,所以你的机器人只能略微向前移动。如果电机能够改造成360度旋转,那么你可以对它进行改造,使之可以一直转动。确保你购买的电机是可以改造的。大小或重量对于本项目而言并不重要,因为空间很可能绰绰有余。试着选一个中等大小的电机。扭矩代表了电机的力量大小。电机上安装齿轮通常就是为了提升扭矩。如果没有齿轮而扭矩很小,那么电机很有可能因为力量不足而无法使机器人向前移动。你应该选择高扭矩电机,但是一般来说,扭矩越高,速度越慢。针对你的第一台机器人,试着在速度和扭矩之间取得平衡。制作完成后,你可以随时为机器人购买并安装力量更强、速度更快的伺服电机。你可以为第一台遥控机器人购买Hitec HS-311伺服电机。这个型号的电机很好地平衡了速度和扭矩,价格不高,而且大小很适合这台机器人。你可以点击此处购买HiTec HS-311伺服电机。

由于伺服电机通常只能旋转180度,所以你必须对它进行改造,使它能够连续转动。改造电机使保修失效,但这是必须完成的一步。

选择电池。你需要为机器人提供电源。不要使用交流电,也就是说,不要将机器人插到墙插上。你应该使用电池等直流电源。

选择电池类型。你可以选择的电池可分为4大类:聚合物锂电池(Lipo)、镍氢电池、镍镉电池和碱性电池。

在你可以使用的所有电池中,聚合物锂电池是最新的,它的重量非常轻。不过,这类电池比较危险、昂贵,而且需要使用专用的充电器。除非你已经在机器人方面积累了一定经验,并且愿意花更多的钱在机器人上,否则,不要使用这类电池。

镍镉电池是常见的充电电池。许多机器人使用的都是这类电池。镍镉电池最大的问题在于,电池的电量在充电前没有被完全放尽,会导致电池容量降低。

镍氢电池在大小、重量和价格方面与镍镉电池非常接近,但整体性能更好,我们通常会建议机器人入门项目选择这类电池。

碱性电池是普通的不可充电电池。这类电池非常常见,你家里可能就有几个,它们非常便宜,随处可以买到。但是,碱性电池的电量很快就会耗尽,你必须不断购买新的碱性电池。不要使用这类电池。

选择电池规格。你必须为电池组选择电压。机器人最常用的电压是4.8 V和6.0 V。大部分伺服电机都可以在这两种电压下运行。如果你选择的伺服电机和大多数产品一样,能够使用6 V的电源,那么我们建议你选用这种规格的电池,因为它能让你的伺服电机转得更快,力量更强。现在你需要为机器人的电池组选择容量。容量的单位是毫安时(mAh)。电池的价格和重量通常会与容量成正比。对于你正在制作的机器人,选择1800 mAh左右的电池比较合适。如果两个电池的电压和重量相同,一个的容量是1450 mAh,而另一个的是2000 mAh,那么你应该选择2000 mAh的那个。它的价格会贵上几块钱,但在各方面的性能都会更好。确保你有可以为电池组充电的充电器。你可以点击此处购买6.0 V、2000mAh的镍氢电池组。

为机器人选择材质。机器人需要一个底座来安装所有的电子元件。这个大小的机器人大部分使用塑料或铝制材料。我们建议初学者使用被称为HDPE的塑料。这种塑料容易加工,而且价格便宜。购买时,可以选择厚度约为6毫米的塑料板,至于大小,可以买大一点,因为你切割时可能会出现失误,导致材料浪费。建议大小通常是机器人的至少两倍。但是,你可能应该再多买一点。点击此处可以买到6毫米厚、600毫米*600毫米大小的HDPE板。

选择发射器和接收器。这是你机器人中最贵的零部件。你也可以将它看做是最重要的零部件,因为没有它,机器人什么都做不了。我们强烈建议先购买一套好的发射器和接收器,因为它决定了你能够往机器人上加多少东西。廉价的发射器和接收器也可以使机器人移动,但你不能往上面加任何东西。此外,在未来制作其他机器人时,你还可以使用同一台发射器。所以不要先买一个便宜的,然后再去买贵的,直接一步到位,现在先买一个比较好的。从长远来看,这样做比较省钱。而且,你可以使用的频率只有几种,最常用的是27MHz、72MHz、75MHz和2.4GHz。27MHz主要应用于遥控飞机或遥控车。它是廉价遥控玩具最常使用的频率,最好不要用于小型项目以外的其他用途。72MHz只能用于航空玩具,通常是大型飞机模型在使用,将这一频率用于地面行驶的玩具是违法行为。如果你的机器人使用的频率是72MHz,那么你不光违反了法律,还会干扰附近飞行的大型飞机模型,这些模型通常十分昂贵。不当使用72MHz频率可能会导致飞机模型坠落,需要赔偿高昂的修理费用,如果运气不好,模型撞到了人,甚至可能引起伤亡。而75MHz则是地表专用频率,因此你的机器人可以使用。不过,2.4GHz是最佳选择。它的干扰小于其他任何频率。我们强烈建议你多花点钱购买一套2.4GHz的发射器和接收器。确定要使用的频率后,你必须决定在发射器和接收器上接收多少个“频道”。频道的数量基本等于你能控制机器人去做的事情的数量。你正在制作的机器人需要至少两个频道。一个频道让你的机器人前进或后退,另一个让它向左或向右移动。不过,频道数量最好不要少于3个。因为机器人做好后,你可能会想添加一个其他功能。如果有4个频道,你通常会使用两个操纵杆。有了支持四个频道的发射器和接收器,后期你可以为机器人加上夹具。如前所述,你应该购买自己预算范围内最好的发射器和接收器,避免以后需要更换更好的产品。以后再次制作机器人时,你还可以用到这台发射器,甚至接收器。你可以一起购买频谱DX5e、5频道、2.4GHz的2型无线电系统和AR500。

选择车轮。选择车轮时,最应该关注的是三个要点:直径,附着摩擦力,以及是否能够方便地安装到电机上。直径指的是从车轮一侧经过中心,到另一侧的长度。车轮的直径越大,机器人移动的速度就越快,爬得就越高,但扭矩是与车轮直径成反比的。如果车轮较小,那么机器人爬坡可能比较费力,移动速度比较慢,但马力会更加充足。附着摩擦力是车轮在地面上的附着程度。确保你购买的车轮包有橡胶或泡沫环,以防止打滑。大多数车轮被设计成可连接伺服电机,直接拧到上面即可,对此你不必担心。建议的车轮直径是7.5厘米到12.5厘米之间,最好是包有一层橡胶圈。你需要2个车轮。点击此处可购买精密碟形轮。

以Build a Remote Controlled Robot Step 4为标题的图片

4选好零部件后,你可以在网上进行采购。尽可能地控制购物网站和店铺的数量,这样,一次性购买所有零部件时,你可以节省部分运费。

以Build a Remote Controlled Robot Step 5为标题的图片

5测量并切割底座。找一把尺子和一支记号笔,在购买的底座材料上量出底座的长和宽。大小方面你可以考虑15厘米*20厘米左右。然后,再量一遍,确保线条都是直的,而且尺寸准确。记住,量的时候要仔细,切的时候要果断。现在你可以开始切割了。如果用的是HDPE材料,那么它的切割方式应该与切割相同厚度的木板一样。

以Build a Remote Controlled Robot Step 6为标题的图片

6组装机器人。准备好所有材料并切好底座后,只需将它们组装到一起就可以了。如果机器人设计合理,那么实际上这应该是最简单的一步。

将伺服电机安装到塑料件底部靠近前方的位置。它们应该侧面朝前,让轮轴或转轴朝向两侧。转轴是伺服电机中转动的部件。确保留有足够的空间来安装车轮。

用伺服电机附带的螺丝将车轮装到伺服电机上。

将一块魔术贴粘到接收器上,另一块粘到电池组上。

将两块对应的魔术贴粘到机器人上,然后贴上接收器和电池组。

机器人的前面应该有两个轮子,整体向后倾斜。这个机器人上不会有“第三个轮子”,它的后面会拖在地板上滑动。

以Build a Remote Controlled Robot Step 7为标题的图片

7插入电线。组装好机器人后,将所有东西插入接收器即可。将电池插入接收器上安装电池的位置。插入时确保电池的方向正确。然后,将伺服电机插入接收器的前两个频道,插入的位置会标有“频道1”和“频道2”。

以Build a Remote Controlled Robot Step 8为标题的图片

8充电。将电池从接收器中取下,并放入充电器中。等待电池充电完毕。这需要整整24小时,所以请耐心一点。

以Build a Remote Controlled Robot Step 9为标题的图片

9现在整个机器人已经做好了,试着操控一下吧。试试按下发射器上的“前进”按钮。你可以为自己的机器人搭建一个障碍赛跑场地,也可以用机器人逗弄你的猫咪或狗狗,让它们去追逐你的作品。玩够了以后,你可以为机器人添加一些其他部件或功能。

小提示

如果你有闲置的智能手机,并且上面有摄像头的话,你可以把它安到机器人上,将它用作视频发射器。你可以结合谷歌环聊来使用它,在你的机器人和电脑或其他设备之间建立视频聊天连接,通过传输过来的影像操控机器人在房间外移动。

如果你按下向右的按钮,但机器人往左移动,可以试着调换你在接收器上插入的伺服系统输入接头。也就是说,如果你将右边的伺服系统插入频道1,将左边的插入频道2,就把它们换一下,将右边的插入频道2,将左边的插入频道1。

增加组件或功能。如果你的发射器和接收器上还有多余的频道,你可以增加另一台伺服电机来实现其他功能。如果你多出了一个频道,可以装一个能够闭合的的夹具。如果你多出了两个频道,就试着加一个能够打开、闭合并左右移动的夹具。你可以发挥自己的想象力。

你也许需要购买一个适配器,才能将电池插入到充电器中。

你可以使用12VDC的自行车电池,这样,机器人可以同时具备较高的扭矩和速度。

确保你购买的发射器和接收器频率相同。此外,确保接收器的频道数量大于等于发射器。如果接收器的频道数量较多,那么只有最低数量的频道是可用的。

警告

除非你做的是航空器,否则不要使用72mhz的频率。地面行驶机器使用这一频率不仅违法,而且可能造成人身伤亡。

对于任何自制机器人项目,初学者要使用交流电源,即家用电插座提供的电源。交流电源非常危险。

如果电机不是12VDC的,那么使用12VDC的电池可能会使电机爆炸。

在110-240V的交流电机上使用12VDC的电池会使电机冒烟,并立即损坏。

你需要准备

底座材料:制作机器人所需的HDPE板可能需要花费几十元,做完后应该会有大量剩余。

两台伺服电机:HiTec HS-311伺服电机每台价格约为89元。

一台接收器:接收直升机内部发射器信号的接收器。

电池:6.0V、2000mah的镍氢电池价格大约在几十到一百多元不等。

电池充电器:较好的电池充电器的价格在100元左右。

2个车轮:直径为12.5厘米的精准碟形轮价格约为20元每个。

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