[作品] 【花雕動手做】快餐盒蓋,極低成本搭建機器人行走的實驗平臺

eagler8 樓主
2021-2-7 17:48
本帖最后由 eagler8 于 2021-2-7 17:50 編輯

 

吃完快餐粥,除了粥的味道不錯之外,我對個快餐盒的圓蓋子產生了興趣,能否做個極低成本的簡易機器人呢?也許只需要幾十元就夠了。

 

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回復評論 (68)

沙發 eagler8

2021-2-7 17:52

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安裝好四個N20小電機,希望以此作為一個簡單的實驗平臺,用來嘗試試機器人各種不同的運動方式

板凳 eagler8

2021-2-7 17:54

二套電源系統(3.7V升壓為5V),二個電機驅動模塊MX1508,Arduino nano

 

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4樓 eagler8

2021-2-7 17:55

快餐蓋的空間有點小

 

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5樓 eagler8

2021-2-7 18:00

Arduino nano和電機驅動分別使用獨立的電源系統,單片機5V,N20電機3.7V,二片MX1508模塊,分別驅動四個小電機運行。快餐盒蓋簡易底盤系統終于完成,薄薄紙盒的底盤,強度和剛度都不夠,只能勉強做做小實驗而已。

 

這個實驗平臺的最終成本還不到20元(四只N20是咸魚二手淘來的),無論成功或失敗都沒有神馬壓力。

 

初步的想法,是通過這個非常簡陋的底盤,學習機器人的行走機構,動手嘗試不同的運動方式,實際測試各種形態的輪子系統。考慮使用最普通的材料來測試,目前列入系列實驗范圍的有圓輪、平輪、棒輪(撥輪)、環輪(空心輪)、筒輪、麥克納姆輪和半環輪等。

 

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6樓 eagler8

2021-2-7 18:04

四只電機效率最高的是同向轉動,本例最佳輸出的運動形式為原地轉圈。

 

圓形的底盤,無法像普通小車那樣采用平行車軸(電機軸也短),比較適合的是十字軸動力結構,百度查了下,這種結構很少見,不實用的結構,做做實驗還行。

 

本例實驗平臺的十字軸動力電機位置見示意圖紅點。

 

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7樓 eagler8

2021-2-7 18:06

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知識點:輪子(wheel)
中國詞語。是用不同材料制成的圓形滾動物體。簡單來說,它包括輪子的外圈、與外圈相連接的輻條和中心軸。透過滾動,輪子可以大大的減少與接觸面的磨擦系數。如果配上軸,即成為車的最主要構成部份。輪子在交通運輸中非常有用,是人類的重要發明之一。除了車輪以外,其他圓形的輪還有船輪、飛輪等等。

 

任何簡單而意義深遠的發明都不是憑空出現在人們的腦海中的,必然有什么現象觸發了靈感。正如古人見到水里漂著的木頭而想到獨木舟一樣,車輪的發明也可能是受到了一些自然物的啟發。《淮南子》中說我們的祖先“見飛蓬轉而知為車”。“飛蓬”是一種草,其莖高尺許,葉片大,根系入土淺。一有大風,很容易被連根拔起,隨風旋轉。古人可能就是受到這個現象的啟發,發明了車輪和車軸。與魯班受鋸齒草的啟發而發明鋸子的傳說一樣,這種說法很可能也是一個傳說而已。因為輪子在自然界是有原型的。原始民族曾經普遍地崇拜過天空中的日月。古人一定認為它們擁有最完美的外形——直到古希臘時代,哲學家柏拉圖也還認為球體是最完美的形式。也許新石器時代的先民在制作器具時很自然地會模仿太陽和月亮的形狀。當他們偶然發現制成的圓盤狀物體可以在轉動中保持形狀不變時,他們就有興趣進一步發掘它的用途。

 

在掌握鋒利而堅固的工具以前,人類是不可能擁有輪式車輛的。用石器工具難以將木頭加工成合適的圓柱形,更不必說復雜到帶輻條的輪子了。所以,車輪的出現只能是青銅時代以后的事情。

 

據英國科學史家李約瑟考證的結論,約在四千五百年到三千五百年前,中國出現了第一輛車子。而《左傳》中提到,車是夏代初年的奚仲發明的,如果記載屬實,那是四千年前的事情。在殷代(距今三千多年前)文物中,考古學家也發現了殉葬用的車,當時的車子由車廂、車轅和兩個輪子構成,已經是比較成熟的交通工具了。中國古代有傳說是軒轅黃帝把木頭插在圓輪子中央,使它運轉,因而造成車輛。但鑒于歸功于黃帝的發明實在太多,我們也不能輕易把這個說法當真。

 

以埃及的戰車為例。這些戰車具有帶輻條的車輪,輪上裝有堅固的箍,并且車輪用鍥子緊緊釘在軸上。車廂、車轅和兩副挽具證明了同樣的技術。如果我們想從在埃及戰車或羅馬戰車的創造者那里所看到的那種精細活計探求人類發明帶輪車的過程,那是沒有什么益處的。但是,常常有這種情況:能夠找到一些制作粗糙的物品,而這些物品就好像是技術之早期階段的再現。古代最簡陋的鄉村大車,用兩個幾乎一英尺厚的圓形木作車輪,是用橫斷的樹干做成的,同時,這些圓形物,或者叫車輪,不是在軸上旋轉,而是固定在軸上。車軸安放在特制的木框內,或者是在兩塊窄木板內,或者是穿在車底上的環孔里,同它的一對輪子一起轉動,就像小孩兒的玩具車那樣。有趣的是,在條件已經改變的情況下,鐵路車輛的制造者們又恢復了這種構造。

 

 

在像葡萄牙這樣一些國家里,現今還可以看到軸和車輪一起轉動的古典車子。于是可以設想:類似的大車說明,帶輪的車是怎樣發明的。最初用的是軸,或滾子,是用它們來滾動大石頭或其他巨大的重物。我們可以想象,用光滑的樹干或圓木做的這類滾子,起初是這樣完成的:把它的中間部分削細一些。于是,它就變成了一個兩端帶著寬圓滾的軸。我們猜想,軸是處在某一種最簡陋的梁木架下,并在架下轉動的。于是我們就有了一輛最簡單的想象中的帶輪車。完全可能,類似關于車的第一個概念出現之后,輪就開始單獨制造,并把它固定在一個活動的軸上,裝上了輪箍。后來,有了輕便的車輪和光滑的輪座,于是車輪就在不動的軸上轉動了。當然,所有這些,無非是一種想象,但是,無論如何,它使我們的頭腦完全清楚了車的本質。

8樓 eagler8

2021-2-7 19:10

第一種,圓輪
就是普通輪子,這里使用一些簡易材料來做實驗,比如飲料瓶蓋等。

 

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9樓 eagler8

2021-2-7 19:11
安裝好四只輪子的

 

07.jpg

10樓 eagler8

2021-2-7 19:13

實驗開源代碼

 

/*
  【花雕動手做】快餐盒蓋,極低成本搭建多種運動方式的實驗平臺
  第一種,圓輪
  實驗程序:左旋轉、右旋轉各二秒鐘,前行、后退各二秒
*/

void setup() {
  pinMode(2, OUTPUT);
  pinMode(3, OUTPUT);
  pinMode(4, OUTPUT);
  pinMode(5, OUTPUT);
  pinMode(6, OUTPUT);
  pinMode(7, OUTPUT);
  pinMode(8, OUTPUT);
  pinMode(9, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(2, HIGH);
  digitalWrite(3, LOW);
  digitalWrite(4, LOW);
  digitalWrite(5, HIGH);
  digitalWrite(6, HIGH);
  digitalWrite(7, LOW);
  digitalWrite(8, LOW);
  digitalWrite(9, HIGH);
  delay(2000);
  
  digitalWrite(2, LOW);
  digitalWrite(3, LOW);
  digitalWrite(4, LOW);
  digitalWrite(5, LOW);
  digitalWrite(6, LOW);
  digitalWrite(7, LOW);
  digitalWrite(8, LOW);
  digitalWrite(9, LOW);
  delay(1000);
  
  digitalWrite(2, LOW);
  digitalWrite(3, HIGH);
  digitalWrite(4, HIGH);
  digitalWrite(5, LOW);
  digitalWrite(6, LOW);
  digitalWrite(7, HIGH);
  digitalWrite(8, HIGH);
  digitalWrite(9, LOW);
  delay(2000);
  
  digitalWrite(2, LOW);
  digitalWrite(3, LOW);
  digitalWrite(4, LOW);
  digitalWrite(5, LOW);
  digitalWrite(6, LOW);
  digitalWrite(7, LOW);
  digitalWrite(8, LOW);
  digitalWrite(9, LOW);
  delay(1000);
  
  digitalWrite(2, HIGH);
  digitalWrite(3, LOW);
  digitalWrite(4, HIGH);
  digitalWrite(5, LOW);
  delay(2000);
  
  digitalWrite(2, LOW);
  digitalWrite(3, LOW);
  digitalWrite(4, LOW);
  digitalWrite(5, LOW);
  delay(1000);
  
  digitalWrite(6, LOW);
  digitalWrite(7, HIGH);
  digitalWrite(8, LOW);
  digitalWrite(9, HIGH);
  delay(2000);
  
  digitalWrite(6, LOW);
  digitalWrite(7, LOW);
  digitalWrite(8, LOW);
  digitalWrite(9, LOW);
  delay(1000);
}

 

11樓 eagler8

2021-2-7 19:16

【花雕動手做】快餐盒蓋,極低成本搭建機器人實驗平臺(圓輪的視頻)

 

https://v.youku.com/v_show/id_XNTA2NTU0ODA4MA==.html?spm=a2hzp.8244740.0.0

 


 

12樓 eagler8

2021-2-7 19:17

第二種,平輪

探索機器人行走機構的各種行走方式,需要腦洞大開,并且敢于去嘗試。平輪也可稱作平面輪,是我的一種叫法,確實不多見。依舊使用飲料瓶蓋(側面),安裝好的見下圖。
 
08.jpg

13樓 eagler8

2021-2-7 19:19

【花雕動手做】快餐盒蓋,極低成本搭建機器人實驗平臺(平輪的視頻)

 

https://v.youku.com/v_show/id_XNTA3NzU0MTQ4OA==.html?spm=a2hzp.8244740.0.0

 


 

14樓 eagler8

2021-2-7 19:21

第三種,大圓輪
使用同樣大小的快餐盒蓋來當輪子,相當于車輪和車身一般大。

 

11.jpg

15樓 eagler8

2021-2-7 19:22

大圓輪安裝好,是這樣

 

12.jpg

16樓 eagler8

2021-2-7 19:23
【花雕動手做】快餐盒蓋,極低成本搭建機器人實驗平臺(雙只大圓輪的視頻)

 

https://v.youku.com/v_show/id_XNTA3OTg5OTYwOA==.html?spm=a2hzp.8244740.0.0
 

 

17樓 eagler8

2021-2-7 19:24

四只大圓輪

 

14.jpg

18樓 eagler8

2021-2-7 19:26
【花雕動手做】快餐盒蓋,極低成本搭建機器人實驗平臺(四只大圓輪的視頻)

 

https://v.youku.com/v_show/id_XNTA4MDA0MTgwMA==.html?spm=a2hzp.8244740.0.0
 

 

19樓 eagler8

2021-2-7 19:27

第四種,棒輪

收集的不同規格的雪糕棒

 

16.jpg

20樓 eagler8

2021-2-7 19:29

安裝好四根小規格的雪糕棒

 

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