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PVC-Robot[0号]暴走的臭虫·振动机器人

导读: 这是一个最简单的机器人,简单到可能很多人都不认为其是机器人,而顶多算一个有点雷的减压用的小玩意儿。这里之所以选择其作为PVC系列机器人的第一个项目——PVC零号机器人,更多的意义在于其既可以让初学者练练手。

  这是一个最简单的机器人,简单到可能很多人都不认为其是机器人,而顶多算一个有点雷的减压用的小玩意儿。这里之所以选择其作为PVC系列机器人的第一个项目——PVC零号机器人,更多的意义在于其既可以让初学者练练手,也可以给老鸟们推荐一个闲来无事时的消遣玩意儿,也算是PVC系列机器人的一个前奏和热身吧。

  实际上,这个0号项目也是后来已经进展到6号项目时才补充的,按照制作推出的顺序它应该算7号机器人,但是由于其比较简单,加上前面所提到的意义所在,并且为了遵循整个教程由浅入深的内容结构,所以最后还是决定把它补充作为0号机器人——暴走的臭虫。

 

  

 

  这实际上是一个振动机器人,即以偏心摆锤马达的震动效果作为挪动的动力,算是一种非常简单的BEAM机器人。如果了解BEAM机器人的朋友可能会知道这其实是一个牙刷振动机器人的翻版(国外爱好者用牙刷改装的),也可以说是一个PVC版的牙刷振动机器人。为了切合PVC的主题,这里把原来牙刷振动机器人的牙刷底座,换成用PVC材料的做成类似昆虫的脚,整个造型就像一只臭虫,由于振动时接近狂飙一样的不规则运动方式,所以起名为“暴走的臭虫”。

 

  附:关于BEAM

 

  所谓的“BEAM”,其实是“Biology(生物学)”、“Electronics(电子学)”、“Aesthetics(美学)”、“Mchanies(机械)”等几个单词的缩写,BEAM机器人的定义就是:个人爱好者业余制作的,由最简单电路驱动的模仿自然界某一生物的某一项基本行为的机器人。

  如果从广义来说,相对于专业的机器人技术研究,我们目前所有个人制作的仿生机器人都属于BEAM的范畴,但从我们通常的理解来说,BEAM机器人是仅指那些非常简单和易于制作的小型仿生机器人,而复杂机械和控制系统的机器人都不再算是BEAM机器人。在我们的PVC系列机器人教程中,基本是套用后面这个通常意义上的定义,即在我们教程的入门篇介绍的简单机器人都属于BEAM机器人,而在后面初级篇到高级篇中所介绍的复杂机器人我们将不再划入到BEAM机器人的范畴。

  Biology- 生物学:BEAM机器人都是模仿自然界某些生物来设计自己的电路和机械结构。

  Electronics-电子学:用最简单的电路来实现自己的功能。BEAM机器人所用的电路都是最基本的简单电路,这也是BEAM机器人吸引了众多入门者的原因。

  Aesthetics-美学:任何作品都需要一个漂亮的外观。

  Mchanies-机械:机器人中机械部分与电子部分同样重要。好的机械结构同样是一个成功作品必不可少的部分之一。

 

  一、基本原理

 

  本项目的机器人依靠带偏心摆锤的震动马达发出的震动波进行移动。

  本项目虽然驱动原理比较简单,但是由于造型的差异其实分成了三款不同的机器人(分别是A型、B型、C型),而且由于结构的不同也导致运动的规律和效果有所不同。在开始的时候只是实现了基本的随着震动做不规则运动的效果,后来的升级版本中同时也给后面的B型和C型两款额外增加了一对会发光的眼睛。

  

  

  1、驱动原理

  本项目机器人的动力依靠的是震动波,即用震动器带动整个机器人身体发生震动,在机器人的重量较轻,且支撑不是很平稳的时候,机器人就会发生位置的移动。

  这里所谓震动器,其实就是我们手机中实现震机的震动马达,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。

 

  

 

  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。

  本项目的A型和B型采用的是扁平的震动马达,而C型采用的是普通的震动马达。扁平震动马达的震动(幅度)效果不如普通的震动马达,但是扁平震动马达的消耗电流小,有着更强的续航能力可以持续运动的时间更长。

 

  

 

  2、电路原理

 

  本项目的电路非常简单,只是一个简单的电学电路,稍微有点物理电学知识的人都可以制作出来。

 

  

 

  这里我们采用类似电子表所使用的微型钮扣电池作为机器人的能源;采用手机震机用的震动马达作为动力源;采用LED发光二极管作为发光的眼睛;而控制控制机器人启动的开关则是选择一般的小型选择拨动开关。

  需要注意的是,一般的选择拨动开关有三个引脚,其中拨动开关可以使中间的引脚(上图之2)有选择的接通两边(上图之1和3)任意一侧的其中一个引脚。同时,用于做眼睛发光的LED发光二极管的引脚是区分正负极的。

  另外提一下,LED发光二极管是有一个启辉电压的,大概是2V多左右,只有供电的电压达到这个值时发光管才会发光。本项目中对于升级版本的机器人,是使用了两只发光二极管作为眼睛的。机器人开始启动的时候,发光二极管是会发光的,当发现其不亮的时候,就是说明电池的电能已经消耗了不少,电池的电压已经下降到发光二极管无法点亮的程度,这种时候震动马达还是会继续震动的。因为震动马达启动的电压并不高,在电池的电压已经下降了很多的程度下震动马达还是可以继续工作。

  为方便初学者,下面给出电路的接线图。

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