自己组装机器人

遥控机器人制作方法

1、认识自己将要制作的东西

你无法制作一个真人大小、两条腿、人形并且能够帮你做所有家务的机器人。有多个夹具，可以伸出并拿起100斤重物的机器人也超出了你的现有能力。你需要从简单的机器人开始，它能根据你的无线操控指令向前、后、左、右方向移动。不过，打下基础并制作出这种简单的机器人后，你通常可以在上面加点东西或修改现有结构或功能。例如，装上前悬式装载机那样的动臂和铲斗。你应当遵循一条原则：没有机器人是完成品。它总有改造和改进的空间。

2、详细规划你的机器人

在制作自己的机器人之前，甚至在订购零部件之前，你必须完成机器人的设计。对于你的第一个机器人，你应该采用简单的设计，即只在扁平的塑料片上安装两个伺服电机。这种设计非常简单，而且在制作完毕后通常会有多余的空间来安装其他零部件。请做好计划，制作一个大小约为15厘米*20厘米的机器人。它非常简单，你应该可以用尺子在纸上画出草图。由于机器人很小，你可以按照它的真实尺寸在纸上作图。制作更加复杂的大型机器人时，你应该学习使用CAD或谷歌Sketchup等类似程序来画图。

3、选择零部件

现在还没有到采购零部件的时候。你应该先选择零部件，并且知道哪里可以买到它们。尽可能地控制采购来源数量，因为有时你可以省下运费。你需要一个底座材料，两个“伺服”电机，一块电池，一个发射器和一个接收器。

选择伺服电机：为了让机器人可以移动，你需要使用电机。两个电机各驱动一个轮子。这样你就可以使用最简单的转向方法——差速传动。也就是说，两个电机同时向前转动让机器人前移，同时向后转动让机器人后退，一个转动而另一个静止，让机器人转向。伺服电机不同于基本的直流电机，前者是齿轮传动的，只能旋转180度，运行时可以传回数据。这次制作机器人将使用伺服电机，因为它更简单，你无需购买昂贵的“速度控制器”或单独的齿轮箱。知道如何制作遥控机器人后，你可以在制作第二台或改造第一台时使用直流电机，而不是伺服电机。购买伺服电机时，需要注意四个基本要点：速度、扭矩、大小或重量以及是否能够改造成360度旋转。由于伺服电机只能转动180度，所以你的机器人只能略微向前移动。如果电机能够改造成360度旋转，那么你可以对它进行改造，使之可以一直转动。确保你购买的电机是可以改造的。大小或重量对于本项目而言并不重要，因为空间很可能绰绰有余。试着选一个中等大小的电机。扭矩代表了电机的力量大小。电机上安装齿轮通常就是为了提升扭矩。如果没有齿轮而扭矩很小，那么电机很有可能因为力量不足而无法使机器人向前移动。你应该选择高扭矩电机，但是一般来说，扭矩越高，速度越慢。针对你的第一台机器人，试着在速度和扭矩之间取得平衡。制作完成后，你可以随时为机器人购买并安装力量更强、速度更快的伺服电机。由于伺服电机通常只能旋转180度，所以你必须对它进行改造，使它能够连续转动。改造电机将使保修失效，但这是必须完成的一步。

选择电池。你需要为机器人提供电源。不要使用交流电，也就是说，不要将机器人插到墙插上。你应该使用电池等直流电源。

选择电池类型。你可以选择的电池可分为4大类：聚合物锂电池（Lipo）、镍氢电池、镍镉电池和碱性电池。

在你可以使用的所有电池中，聚合物锂电池是最新的，它的重量非常轻。不过，这类电池比较危险、昂贵，而且需要使用专用的充电器。除非你已经在机器人方面积累了一定经验，并且愿意花更多的钱在机器人上，否则，不要使用这类电池。

镍镉电池是常见的充电电池。许多机器人使用的都是这类电池。镍镉电池最大的问题在于，电池的电量在充电前没有被完全放尽，会导致电池容量降低。

镍氢电池在大小、重量和价格方面与镍镉电池非常接近，但整体性能更好，通常会建议机器人入门项目选择这类电池。

碱性电池是普通的不可充电电池。这类电池非常常见，你家里可能就有几个，它们非常便宜，随处可以买到。但是，碱性电池的电量很快就会耗尽，你必须不断购买新的碱性电池。不要使用这类电池。

选择电池规格。你必须为电池组选择电压。机器人最常用的电压是4.8 V和6.0 V。大部分伺服电机都可以在这两种电压下运行。如果你选择的伺服电机和大多数产品一样，能够使用6 V的电源，那么建议你选用这种规格的电池，因为它能让你的伺服电机转得更快，力量更强。现在你需要为机器人的电池组选择容量。容量的单位是毫安时（mAh）。电池的价格和重量通常会与容量成正比。对于你正在制作的机器人，选择1800 mAh左右的电池比较合适。如果两个电池的电压和重量相同，一个的容量是1450 mAh，而另一个的是2000 mAh，那么你应该选择2000 mAh的那个。它的价格会贵上几块钱，但在各方面的性能都会更好。确保你有可以为电池组充电的充电器。

为机器人选择材质。机器人需要一个底座来安装所有的电子元件。这个大小的机器人大部分使用塑料或铝制材料。建议初学者使用被称为HDPE的塑料。这种塑料容易加工，而且价格便宜。购买时，可以选择厚度约为6毫米的塑料板，至于大小，可以买大一点，因为你切割时可能会出现失误，导致材料浪费。建议大小通常是机器人的至少两倍。但是，你可能应该再多买一点。

选择发射器和接收器。这是你机器人中最贵的零部件。你也可以将它看做是最重要的零部件，因为没有它，机器人什么都做不了。强烈建议先购买一套好的发射器和接收器，因为它决定了你能够往机器人上加多少东西。廉价的发射器和接收器也可以使机器人移动，但你不能往上面加任何东西。此外，在未来制作其他机器人时，你还可以使用同一台发射器。所以不要先买一个便宜的，然后再去买贵的，直接一步到位，现在先买一个比较好的。从长远来看，这样做比较省钱。而且，你可以使用的频率只有几种，最常用的是27MHz、72MHz、75MHz和2.4GHz。27MHz主要应用于遥控飞机或遥控车。它是廉价遥控玩具最常使用的频率，最好不要用于小型项目以外的其他用途。72MHz只能用于航空玩具，通常是大型飞机模型在使用，将这一频率用于地面行驶的玩具是违法行为。如果你的机器人使用的频率是72MHz，那么你不光违反了法律，还会干扰附近飞行的大型飞机模型，这些模型通常十分昂贵。不当使用72MHz频率可能会导致飞机模型坠落，需要赔偿高昂的修理费用，如果运气不好，模型撞到了人，甚至可能引起伤亡。而75MHz则是地表专用频率，因此你的机器人可以使用。不过，2.4GHz是最佳选择。它的干扰小于其他任何频率。强烈建议你多花点钱购买一套2.4GHz的发射器和接收器。确定要使用的频率后，你必须决定在发射器和接收器上接收多少个“频道”。频道的数量基本等于你能控制机器人去做的事情的数量。你正在制作的机器人需要至少两个频道。一个频道让你的机器人前进或后退，另一个让它向左或向右移动。不过，频道数量最好不要少于3个。因为机器人做好后，你可能会想添加一个其他功能。如果有4个频道，你通常会使用两个操纵杆。有了支持四个频道的发射器和接收器，后期你可以为机器人加上夹具。如前所述，你应该购买自己预算范围内最好的发射器和接收器，避免以后需要更换更好的产品。以后再次制作机器人时，你还可以用到这台发射器，甚至接收器。你可以一起购买频谱DX5e、5频道、2.4GHz的2型无线电系统和AR500。

选择车轮。选择车轮时，最应该关注的是三个要点：直径，附着摩擦力，以及是否能够方便地安装到电机上。直径指的是从车轮一侧经过中心，到另一侧的长度。车轮的直径越大，机器人移动的速度就越快，爬得就越高，但扭矩是与车轮直径成反比的。如果车轮较小，那么机器人爬坡可能比较费力，移动速度比较慢，但马力会更加充足。附着摩擦力是车轮在地面上的附着程度。确保你购买的车轮包有橡胶或泡沫环，以防止打滑。大多数车轮被设计成可连接伺服电机，直接拧到上面即可，对此你不必担心。建议的车轮直径是7.5厘米到12.5厘米之间，最好是包有一层橡胶圈。你需要2个车轮。

4、网上采购

选好零部件后，你可以在网上进行采购。尽可能地控制购物网站和店铺的数量，这样，一次性购买所有零部件时，你可以节省部分运费。

5、测量并切割底座

找一把尺子和一支记号笔，在购买的底座材料上量出底座的长和宽。大小方面你可以考虑15厘米*20厘米左右。然后，再量一遍，确保线条都是直的，而且尺寸准确。记住，量的时候要仔细，切的时候要果断。现在你可以开始切割了。如果用的是HDPE材料，那么它的切割方式应该与切割相同厚度的木板一样。

6、组装机器人

准备好所有材料并切好底座后，只需将它们组装到一起就可以了。如果机器人设计合理，那么实际上这应该是最简单的一步。

将伺服电机安装到塑料件底部靠近前方的位置。它们应该侧面朝前，让轮轴或转轴朝向两侧。转轴是伺服电机中转动的部件。确保留有足够的空间来安装车轮。

用伺服电机附带的螺丝将车轮装到伺服电机上。

将一块魔术贴粘到接收器上，另一块粘到电池组上。

将两块对应的魔术贴粘到机器人上，然后贴上接收器和电池组。

机器人的前面应该有两个轮子，整体向后倾斜。这个机器人上不会有“第三个轮子”，它的后面会拖在地板上滑动。

7、插入电线

组装好机器人后，将所有东西插入接收器即可。将电池插入接收器上安装电池的位置。插入时确保电池的方向正确。然后，将伺服电机插入接收器的前两个频道，插入的位置会标有“频道1”和“频道2”。

8、充电

将电池从接收器中取下，并放入充电器中。等待电池充电完毕。这需要整整24小时，所以请耐心一点。

9、操作

现在整个机器人已经做好了，试着操控一下吧。试试按下发射器上的“前进”按钮。你可以为自己的机器人搭建一个障碍赛跑场地，也可以用机器人逗弄你的猫咪或狗狗，让它们去追逐你的作品。玩够了以后，你可以为机器人添加一些其他部件或功能。

小提示

如果你有闲置的智能手机，并且上面有摄像头的话，你可以把它安到机器人上，将它用作视频发射器。你可以结合谷歌环聊来使用它，在你的机器人和电脑或其他设备之间建立视频聊天连接，通过传输过来的影像操控机器人在房间外移动。

如果你按下向右的按钮，但机器人往左移动，可以试着调换你在接收器上插入的伺服系统输入接头。也就是说，如果你将右边的伺服系统插入频道1，将左边的插入频道2，就把它们换一下，将右边的插入频道2，将左边的插入频道1。

增加组件或功能。如果你的发射器和接收器上还有多余的频道，你可以增加另一台伺服电机来实现其他功能。如果你多出了一个频道，可以装一个能够闭合的的夹具。如果你多出了两个频道，就试着加一个能够打开、闭合并左右移动的夹具。你可以发挥自己的想象力。

你也许需要购买一个适配器，才能将电池插入到充电器中。

你可以使用12VDC的自行车电池，这样，机器人可以同时具备较高的扭矩和速度。

确保你购买的发射器和接收器频率相同。此外，确保接收器的频道数量大于等于发射器。如果接收器的频道数量较多，那么只有最低数量的频道是可用的。

警告

除非你做的是航空器，否则不要使用72mhz的频率。地面行驶机器使用这一频率不仅违法，而且可能造成人身伤亡。

对于任何自制机器人项目，初学者不要使用交流电源，即家用电插座提供的电源。交流电源非常危险。

如果电机不是12VDC的，那么使用12VDC的电池可能会使电机爆炸。

在110-240V的交流电机上使用12VDC的电池会使电机冒烟，并立即损坏。