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標題: 一個BEAM四足機器人的製作過程 [打印本頁]

作者: 胡泊 時間: 2009-7-16 21:10
標題: 一個BEAM四足機器人的製作過程

第一步：準備零件和所需的材料
製作一個四腿的行走機器人非常簡單，所需零件也非常少，兩個電機，機器人的腿（用直徑合適的鐵絲彎制），電池，底板（我用的是一種非常酷的塑膠材料，當它被在熱水中加熱時就會變軟，冷卻後又會回復硬度），用來將電池和電機固定在底板上的螺釘，一小塊電路實驗版（可以在電子市場買到），一個用來安放 ATMega的28針芯片插座，膠，烙鐵和焊錫，以及刀子。
裝配之前我還畫了一張草圖，在上面標出了需要打孔和切割的位置，有一張草圖可以讓你少走很多彎路，所以我建議大家在對手之前都要做一番「紙上談兵」的工作。

第二步：
現在需要用刀子在機器人的底板上劃出兩個安放電機的洞，我先按照草圖劃出一個洞後用切下來的那部分做標尺直接在另一邊劃另外一個洞。切的時候不要忘了在下面墊一塊紙板，我差一點切了我的咖啡桌。
打好兩個洞後試一試電機，我劃的洞似乎稍微寬了一點，長度倒是剛好。

第三步：彎曲底板，安裝電機
很不幸，本人手勁不足，無法直接把底板彎曲成照片中的角度，只好採用技術含量比較高的辦法：
首先燒一壺開水
然後將底板放入水中一到二分鐘，主要要用一個東西按住底板，免得它浮上來（不要用手！）。
拿出來後底板應該軟一些了，戴著手套將它彎曲到自己想要的角度直到冷卻。
根據網上高手的建議，最佳角度為30度。
鑽上兩個螺紋孔，然後用螺釘將電機固定在底板上。

第四步：固定腿部到伺服電機的十字臂
我用尖嘴鉗截了兩段粗銅線作為機器人的前腿和後腿，然後把它們彎曲成適合伺服電機的十字臂的形狀。
一條經典的BEAM準則就是需要連接零件時，如果可能的話盡量採用鐵絲來捆綁。用鐵絲捆綁要優於採用焊錫連接。用鐵絲捆綁的話會給零件一定的自由空間，並且也利於零部件的再次使用。

第五步：關鍵的一步：將固定好腿部零件的十字臂裝在伺服電機上
將綁上了腿部的十字臂固定到伺服電機上，然後用鉗子小心地把機器人的前後腿一點點折到圖中所示位置。這是一個非常精巧的活，一不小心甚至可能弄壞你的伺服電機，而且要保證前後腿左右基本對稱，否則機器人很難走的很好。我當初可是花費了好大力氣才把它彎成我想要的形狀，這裡我得對你說一句：「Good Luck！」

第六步：大腦
因為這個電路非常簡單，所以我就沒有給出詳細的電路圖
因為使用的是伺服電機，並且只是做很簡單的運動，所以不需要額外的驅動電路，直接用單片機輸出的脈寬調製信號來控制電機動作。
我切了一小塊電子實驗中常用的實驗板來做這個電路，用膠水粘了一些插針在上面。兩個三針的用來連接伺服電機，一個兩針的用來接電池，一個五針的用來傳輸程序到單片機裡，還有一個28針的插座用來安放我的ATMega 8單片機。
所有的插針粘好後，我在實驗板的反面用電線按照電路原理圖將必要的針腳焊接在一起。

第七步編程
將程序下載到單片機中有很多辦法，我用的是最簡單的一種方法，只需要一根如圖中所示的下載線通過計算機並口將程序下載到單片機中。
使用這種方法有一個地方要切記：千萬不要通過數據線對你的並行口施加5v以上的電壓，那會燒壞你的並口，甚至毀掉你的整台電腦。不過在這個工程中最高電壓也只有3.6v，不過還是小心一點好。
我的代碼在後面的附件中，程序功能很簡單，只是靠輸出脈衝信號來控制伺服電機的動作，與其他複雜的機器人相比算是很簡單的了。

第八步：蹣跚學步
現在所有的工作都已經做好了，我的機器人馬上就要邁出它人生的第一步了，不過這時候可不能對它報太大的期望，畢竟就是一個嬰兒邁出第一步的時候也是搖搖晃晃的。這時候就需要不斷的調整機器人的步伐，調整前腿的後腿的相對運動關係，當然這是一個枯燥而漫長（光榮而艱巨？）的過程。經過多次的調整，我的機器人可以走的有點模樣了。
現在，我可以驕傲的宣佈：我的BEAM機器人做好了，有志者事竟成！

第九步
現在我的機器人可以可以像一個剛剛學會走路的小孩子一樣，可以開始到處亂跑了。不過這顯然是不夠的，還要多多實驗機器人的步伐和機器人腿部的形狀對機器人的行走速度和越障能力有什麼影響。
對於越障，機器人腿部與腳部的彎曲角度是關鍵的。經過試驗我決定讓機器人的腿部末端與地面成30度角。
那麼現在我的機器人可以越過多高的障礙呢？

第十步爬高
圖中顯示的高度有一英吋左右，已經超出了很多輪式機器人的越障極限了。
我的機器人並沒有一次就翻越成功，它也是嘗試了兩次才把兩條前腿都放到書上去，不過最後還是成功的翻越了這個一英吋的障礙。

視頻下載：http://www.robotsky.com/down/videos/2008-05-08/1210220968154.html

作者: 胡泊 時間: 2009-7-16 21:12
簡體中文的，可能有些詞不太符合大家的習慣，大家對付看吧，呵呵

作者: shinji 時間: 2009-7-16 23:52
電池是用手機電池改製的呀?! 蠻環保的喔!

作者: smallboymm 時間: 2009-7-17 09:41
超棒!但3.6v的電池能推servo嘛?

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