机器人动作三阶段 开始制作机器人


   一、机器人概念设计
  制作机器人的第一步,并不是直接拿起木板到锯床上切割。而是拿出白纸,先将想做的机器人雏型规划出来。这阶段,主要需定义机器人的功能、决定机器人的载具和移动方式,以及确认预定采用的机器人的控制方式。
  蜘蛛机器人设计图(来源:regis [雷基士])
  1.定义机器人的功能:
  第一只机器人的功能建议不要太过困难或复杂,最好以进行简单的任务为目标(记得kiss法则吗?)。在这个阶段,我们希望可透过设计和组装的过程,来学习和机器人相关的知识和技能,并藉此慢慢累积成就感和经验。所以让我们暂时将制作出钢铁人飞行装的伟大计划,推迟到之后几个项目再来执行。
  2.决定机器人的载具和移动方式:
  机器人的载具可能是机械手臂、八脚蜘蛛、或是轮车等等。同时也须思考机器人该要如何移动,用双脚、四肢、八爪或是用轮子。
  3.确认机器人的控制方式:
  要使用有线控制(电线、网络线)?无线控制(红外线、蓝芽、wifi、gprs、无线射频)?还是自主控制?
  二、零件选用
  在完成初步的概念设计以后,接下来就进入挑选所需装置与零件的阶段。需要选用的零件包含:驱动器、动力源、控制板、马达控制器和感知器等等。我们建议刚入门的的玩家,从驱动器开始挑选。例如直流马达、伺服机等。接下来,再选择可以和驱动器搭配的控制板及驱动器控制板,最后是感知器,像是摄影机、超声波测距仪等等装置。
  ※零件选用小提示:
  1. 在选择驱动器时,要先确认机器人所需要的规格。像是力量输出、制动方式等。这类讯息可以由网络搜寻,以及从驱动器的规格书上找到。
  2. 选用市面上普及的零件。由于在机器人制作的过程中,很常会遇到问题,而普及常用的的零件因为用户多,较容易由网站、社群、坊间书籍或玩家团体中获得支持。
  3. 在动力来源部分,建议使用高电容量、并能维持输出1安培电流的充电电池。
  三、机器人组装
  在凑齐了所有需要的零件和装置之后,接下来我们将要把机器人制作出来。这个阶段主要着重在两个部分:机器人的骨架结构设计与制作,以及将所有零件和装置装配起来。
  组装中的机器人
  骨架结构的设计与制作看似直觉,却经常是制作机器人过程中最耗时费工的阶段。坊间有各式各样的材料可以选用,一如前文所提的kiss法则,尽量选择易获得、好加工又具有一定刚性的材料来制作结构体,像是瓦楞纸、木材、金属薄板或是3d打印等。如果可以,好好地应用3d绘图软件来协助设计,它可以帮助我们更直觉的看到最终成品的外观,也同时能够省下许多尝试错误的时间。
  由于是入门机器人制作,这里暂时先不把工业产品设计的程序考虑进来,也就是「将脑中的雏型概念可视化、制图、制作样品,直到最终完成成品」这样的一个流程。同时,机器人的外观,在现阶段也先不用太过在意。
  四、程控机器人
  最后一个步骤,也是为机器人开光点眼、注入灵魂的关键步骤,就是将程序烧入机器人的芯片中。在完成这个步骤之前的机器人,我们只可以将它视为一台昂贵的玩具。要能完成这个步骤,有需要具备另一大块的技术能力——对机器人控制的知识,还有计算机程序编写的技能。这部分的知识可以从网站、社群和书籍中获得;市售的控制板一般也会提供人机软件接口,供开发者使用。
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