工程师电子制作故事:太阳能卫星陀螺机器人DIY设计

2012年03月26日 11:57 来源:本站整理 作者:秩名 我要评论(0)

  牛人造太阳能卫星机器人,光能陀螺式运动

  本项目介绍的是太阳能卫星机器人,同样是采用太阳能脉动充放电控制电路,但是却是另外一种全新的运动方式——以陀螺旋转的方式移动,所以又称为太阳能陀螺机器人。

  如果了解BEAM机器人的朋友,可能对这样造型的机器人已经很熟悉了——三脚支架中的两脚,加上连接电机的底部转盘,总共三点支撑地面,晒会太阳充会电,电机驱动转盘转动再带动机器人移动。

  一、基本原理

  1.1、驱动原理

  1.2、机械结构

  1.3、电路原理

  二、准备工作

  三、制作过程

  3.1、电路焊接

  3.2、三脚支架

  3.3、电 路 板

  3.4、电机支架

  3.5、整机组装

  3.6、整机调试

  四、效果展示

  五、扩展完善

  5.1、功能扩展

  5.2、版本升级

  六、常见问题

  七、项目总结

  从以上插图我们可以看到两种不同的造型,不过原理都是基本一样的,只不过结构上有一点区别(有一个带了碰撞环,这个后面会具体说明)。

  一、基本原理

  本项目的机器人的外形像一个人造卫星,是以太阳能电池作为电源,电机驱动底部的转盘转动,从而带动整个机器人移动。由于以自身转动的方式进行移动的,就像一个旋转的陀螺,所以本项目机器人又可称为“陀螺机器人”。

  1、驱动原理

  本项目的驱动原理也是比较简单的,主要是电机带动底部的转盘转动——机器人有一个三脚支架,同时只有相邻的某两脚支撑地面,再加上底部连接电机的转盘,“两脚+转盘”——三点支撑地面。电机带动转盘转动,则其中一点转动,另外两点支撑,机器人就可以整体移动。

  

  2、机械结构

  本项目机器人有一个三脚支脚,主要有三种情况的结构,稍微通过调整就可以有不同的运行效果。

  1、如果是三脚支架离地比较高(相对于转盘),且底部用直径比较小的转盘,则三点平衡比较稳定,每完成一次充电周期后电机转动只能带动转盘转一点距离,一般只能是由一组相邻的双脚交换为下一组相邻的双脚支撑地面,每周期移动的距离比较小。

  

  2、如果是三脚支架离地过高(相对于转盘),则三点平衡相当稳定,虽然能够带动机器人移动,但是因为支架过高导致无法交换支撑地面的双脚,就是说一直都是开始运动时默认支撑地面的双脚着地。

  

  3、如果是三脚支架离地比较低(相对于转盘),以及底部用直径比较大的转盘,则三点平衡相对不够稳定,每个充电周期后的运行可以接近平滑移动,也就是说每周期移动的距离相对会大一点。

  

  作为扩展的结构功能,本项目的机器人还可以增加一个“碰撞环”:用PVC剪成细条做一个环,再用三根细条支架固定在周围一圈。本机器人加了“碰撞环”后,如果在转动移动的过程中,碰到障碍物后会有一个反弹转向的效果,之后再继续转动移动(具体见:版本升级)。

  

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