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4足機器人的制作材料:微型減速電機,車條,曲別針,熱縮管

來源:機器人制作從入門到精通      編輯:創(chuàng)澤      時間:2026/1/26      主題:其他   [加盟]

制作好了控制部分,還要為它建造一個平臺,這樣你才能觀察機器人的運轉, 體會到CPG的奇妙之處。

材 料 :

>>微型減速電機,4個

>>車條,4根

>>曲別針,6枚

>> 熱縮管(防止腿部打滑),適量 >>接線端子芯,6個

>>尼龍扎帶,8根

制作機器人身體的主要材料如圖2-14所示。這次選用的電機是一種攝像機鏡頭上的調焦電機,精度很好。如果經常制作這種微型機器人,建議多留意零件商家出 售的打折或拆機的二手電機,拿來做實驗還是很經濟的。Z近看央視紀錄頻道播 出的《超J拆解》,感觸頗深,從20世紀70年代的F-4 鬼怪戰(zhàn)斗機到退役的火車機 頭,再到當代的廢棄的廠房和報廢的汽車, 一切零件都可以回收、重建和循環(huán)使 用,這個理念也非常適合業(yè)余作品。

機器人對電機的要求不高,只要體積小巧、輸出軸為3mm (方便和接線端子 芯改裝的簡易軸連器連接)、轉速不要太快(比較理想的數值是20r/min以 下 ) 就 可以了。車條和曲別針是隨手可得的常見材料,接下來就考驗你的手工了。

先制作4足機器人的骨骼。骨骼沒有特定的標準,只要看起來精致,方便 安裝電機就可以了。為了以后可以用它重復做更多的實驗,不妨在通用性上 多下一點工夫。我的思路是用車條彎制一個外骨骼,把電機和電路都包在里 面保護起來,電機用扎帶固定在以曲別針搭建的內骨骼上。

接下來安裝執(zhí)行器(電機)。電機的布局建議稍微靠后,給兩條前腿留出多 一點活動空間。因為前面制作的CPG 是主-從神經元結構,前腿帶著后腿走,前腿的動作幅度大于后腿。這樣的設計可以使機器人跨越路面上的一些小障礙。

Z后是安裝腿部,步行動物的關節(jié)都帶有一定約束性,不可能像軟體動物一 樣自由活動,這個機器人也一樣,注意腿部機械限位部分的結構。

提示:用放大鏡架子輔助,把車條和端子芯焊接在一起,接觸部位可以先用電 線里面抽出的銅絲捆扎固定好,然后再焊接。建議使用大功率外熱烙鐵(我用的是 75W的)焊接,如果使用焊臺,需要把溫度設定在400℃以上。 現在把CPG 電路板安裝在機器人身上,連接好電機和電源,就可以觀看它的 精彩表演了。

完成以后的機器人可以像4足小動物一樣,用4條腿步行前進。機器人在上電 時有一個學步動作,不管4條腿在什么位置,CPG 都會持續(xù)發(fā)送一組一組的肌肉信 號,直至把它們糾正到常態(tài)位置,然后機器人會用生物步態(tài)向前行走。當它的腿部 碰到障礙時,會觸發(fā)CPG的聯(lián)動機制,4條腿會根據實際情況依次(或同時)做出 響 應 。





機器人CPG(中樞模式發(fā)生器)的制作材料:74HC240,電阻,洞洞板,20腳PDIP插座,鋰電池,LED

神經網絡中最關鍵的元件是電阻R3,R3的阻值過小,左、 右兩側機體就無法協(xié)調運轉,機器人就好像喝醉了一樣。實際R3的阻值可以選取 1~10MΩ

螞蟻機器人的制作材料:74HC240,光敏二極管,微型電機,電源端子,插頭尾簧,洞洞板

,74HC240,4個,光敏二極管,2個,0.22μF無極電容,6個,微型電機,2個,1MΩ電阻,6個,1.5MΩ電阻,2個,PC電源端子(母,拆芯),2位,小型壓線端子(拆芯),2位,3mm黃銅管(可選),1小段,RCA插頭尾簧,1個

3D光電跟蹤頭的制作材料:74HC240,二極管,電容電阻,鋰電池,開關端子

光電跟蹤頭的感光元件可以使用任何規(guī)格的光敏二極管或紅外線接收二極管;74HC240 在這里作為兩組神經元電路使用;74HC245 是小型BEAM 機器人常用的雙向電機驅動芯片

2D光電跟蹤頭的構造:兩個光敏二極管, 一 片數字邏輯集成電路,一個減速電機

電機為機器人制作中常用的N20 微型減速電機,標稱電壓為6V;感光元件串聯(lián)在電源兩端;芯片的第1/19腳為 使能端,實際使用中要接低電平;端子芯取自工業(yè)連接器里面的接線排座

尋光機器人電子部分的制作材料:三極管,光敏電阻或光敏二極管,紅外線接收管,鋰電池

機器人電子部分的主要元件使用的三極管是C1815, 可以替換成電流更大的8050,也可以使 用其他型號的小功率NPN 型三極管。鋰電池充電器用一個報廢的摩托羅拉手機充電器(標稱輸出 4.4V/1A)改造而成

尋光機器人機械部分的制作:車式底盤,傳感器和控制器,車輪,蓋形螺帽

機器人的身體。身體是一個由兩個電機驅動的可以自由活動的小 車式底盤。身體相當于機器人的骨架,機器人的傳感器和控制器都搭載在它上面。 車輪和電機構成了機器人的運動器官

機器人多指靈巧手的神經控制的原理:控制系統(tǒng)硬件,控制系統(tǒng)軟件,復合控制方法

上位機軟件負責根據誤差信號,伺服控制器從主機得到控制指令,進行適當的處理后產生相應的PWM 電機控制信號控制電機轉動,利用上位機的 CMOS 定時來實現,可以精確到微秒級

機器人自適應模糊控制: PID 模糊控制、自組 織模糊控制、自校正模糊控制

一種附加力外環(huán)的機器人力/位置自適應模糊控制方法,是把力控制器的輸 出作為位置控制給定的修正值,通過提高位置控制的精度達到控制力的目的,并利用自 適應模糊控制的魯棒性,使控制系統(tǒng)對不同的剛性環(huán)境具有自適應能力

機器人的進化控制系統(tǒng):解決其學習與適應能力問題

機器人的進化控制系統(tǒng)用于復雜系統(tǒng)的控制器設計,可以很好地解決其學習與適應能力問題,根據環(huán)境的特點和自身的目標自主地產生各種行為能力,展現適應復雜環(huán)境的自主性

機器人的神經控制系統(tǒng)特性和能力:并行處理能力和快速性,自適應能力和信息綜合能力

神經網絡對信息的并行處理能力和快速性,適于實時控制和動力學控制;能夠解決那些用數學模型或規(guī)則描述難以處理或無法處理的控制過程;具有很強的自適應能力和信息綜合能力

機器人的學習控制系統(tǒng):搜索、識別、記憶和推理

1)基于模式識別的學習控制;2)反復學習控制;3)重復學習控制;4)連接主義學習控制,包括再勵(強化)學習控制;5)基于規(guī)則的學習控制,包括模糊學習控制;6)擬人自學習控制;7)狀態(tài)學習控制

機器人的模糊控制系統(tǒng):模糊化接口、知識庫、 推理機和模糊判決接口

模糊控制提供一種實現基于知識(基于規(guī)則)的甚至語言描述的控制規(guī)律的新機理,由模糊化接口、知識庫、 推理機和模糊判決接口4個基本單元組成
 
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