太阳能动力昆虫机器人DIY-可爱的蚊子
(传统手艺多久一次正常)

人气

  在完成上一个以简单电学电路为基础的避障机器人项目后,我们将进行第三个PVC机器人项目制作。这是一个比较特殊的机器人,首先其控制电路比上一个项目稍微复杂了一点,是以电子元器件组成的;其次这个机器人不再以传统电池作为电源,而是采用了绿色环保的太阳能作为能源;另外,这个项目的动力驱动方式比较特别——以震动的方式进行挪动位移。

  本项目主要面向对电子电路有点陌生的初学者,能够让大家初步掌握以电子元器件为基础的电子制作,了解基础的电子知识,理解简单的电路原理,同时掌握基本的电路焊接技巧。如果是对此已经非常熟悉的朋友,可以跳过本章节。

太阳能动力昆虫机器人DIY-可爱的蚊子

  这是一个的以太阳能为能源的特殊移动机器人,即以太阳能电池为电源,以偏心摆锤马达的震动效果作为挪动的动力。  

  以下为效果视频,前一段是在灯光(白炽灯)下进行测试的效果,后面一段为在阳光下的效果。

  因为体型相象,以及震动时的嗡嗡声,我给本项目的太阳能动力机器人再起一个外号——晒太阳的蚊子,呵呵。

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  一、基本原理

   1.1、驱动原理

   1.2、机械结构

   1.3、电路原理

    1.3.1、电路符号

    1.3.2、电子元件(电阻、电容、二极管、三级管、震动马达、太阳能电池)

    1.3.3、原理分析(常规分析、类比分析)

  二、准备工作

  三、制作过程

   3.1、电路焊接

   3.2、电路测试

   3.3、结构制作

   3.4、安装电路板

   3.5、震动马达

   3.6、太阳能电池

   3.7、电源开关

   3.8、整机组装

   3.9、整机效果

   3.10、结构完善

  四、效果展示

  五、常见问题

  六、项目总结

一、基本原理

  本项目的太阳能机器人采用太阳能电池作为电源,依靠带偏心摆锤的震动马达发出的震动波进行移动。

1、驱动原理

  本项目机器人的动力来自于震动马达,这和我们的0号机器人的驱动原理是一样的,具体可以参见这里:PVCRobot 0号机器人驱动原理

  这里所谓震动马达,其实就是我们手机中实现震机的震动器,其原理就是通过旋转的马达带动一个位于偏心轮上的摆锤,由于摆锤的重心是位于旋转的轴上的一边,在马达转动的过程中,就会由于摆锤的重量不断循环的在转轴的周围产生一个离心的外力(即:交替忽上忽下、忽左忽右的摆动),从而导致马达的震动。

太阳能动力昆虫机器人DIY-可爱的蚊子

  下图中左边的两个震动马达是在普通马达上接了偏心摆锤,而右边扁平的其实把马达和摆锤融为一体了,效果其实相当于左边马达竖着放而已,只不过结构更紧凑了。

太阳能动力昆虫机器人DIY-可爱的蚊子

2、机械结构

  本项目机器人的结构最开始在设计的时候是采用“三点支撑”的方式,即:一对前脚,然后尾部(电子元件:电解电容)着地。

太阳能动力昆虫机器人DIY-可爱的蚊子

  后来在实际测试的时候,发现由于尾部着地点较远,导致重心比较靠中心,从而整体平衡较稳定,在震动的时候挪动的幅度不够。后来的设计改为再增加两只后腿,既可以采用三种支撑方式:  1)“四点支撑”:四脚匍匐,较稳定,移动幅度小;  2)“三点支撑”:后脚站立,较稳定,移动幅度较大;  3)“一点支撑”:尾部独立着地,很不稳定,移动幅度最大。  在上面的视频中也演示了这三种不同的情况。

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