太陽(yáng)能動(dòng)力昆蟲(chóng)機器人DIY-可愛(ài)的蚊子

在完成上一個(gè)以簡(jiǎn)單電學(xué)電路為基礎的避障機器人項目后，我們將進(jìn)行第三個(gè)PVC機器人項目制作。這是一個(gè)比較特殊的機器人，首先其控制電路比上一個(gè)項目稍微復雜了一點(diǎn)，是以電子元器件組成的;其次這個(gè)機器人不再以傳統電池作為電源，而是采用了綠色環(huán)保的太陽(yáng)能作為能源;另外，這個(gè)項目的動(dòng)力驅動(dòng)方式比較特別——以震動(dòng)的方式進(jìn)行挪動(dòng)位移。

本項目主要面向對電子電路有點(diǎn)陌生的初學(xué)者，能夠讓大家初步掌握以電子元器件為基礎的電子制作，了解基礎的電子知識，理解簡(jiǎn)單的電路原理，同時(shí)掌握基本的電路焊接技巧。如果是對此已經(jīng)非常熟悉的朋友，可以跳過(guò)本章節。

這是一個(gè)的以太陽(yáng)能為能源的特殊移動(dòng)機器人，即以太陽(yáng)能電池為電源，以偏心擺錘馬達的震動(dòng)效果作為挪動(dòng)的動(dòng)力。

以下為效果視頻，前一段是在燈光(白熾燈)下進(jìn)行測試的效果，后面一段為在陽(yáng)光下的效果。

因為體型相象，以及震動(dòng)時(shí)的嗡嗡聲，我給本項目的太陽(yáng)能動(dòng)力機器人再起一個(gè)外號——曬太陽(yáng)的蚊子，呵呵。

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一、基本原理

1.1、驅動(dòng)原理

1.2、機械結構

1.3、電路原理

1.3.1、電路符號

1.3.2、電子元件 (電阻、電容、二極管、三級管、震動(dòng)馬達、太陽(yáng)能電池)

1.3.3、原理分析(常規分析、類(lèi)比分析)

二、準備工作

三、制作過(guò)程

3.1、電路焊接

3.2、電路測試

3.3、結構制作

3.4、安裝電路板

3.5、震動(dòng)馬達

3.6、太陽(yáng)能電池

3.7、電源開(kāi)關(guān)

3.8、整機組裝

3.9、整機效果

3.10、結構完善

四、效果展示

五、常見(jiàn)問(wèn)題

六、項目總結

一、基本原理　　本項目的太陽(yáng)能機器人采用太陽(yáng)能電池作為電源，依靠帶偏心擺錘的震動(dòng)馬達發(fā)出的震動(dòng)波進(jìn)行移動(dòng)。 1、驅動(dòng)原理　　本項目機器人的動(dòng)力來(lái)自于震動(dòng)馬達，這和我們的0號機器人的驅動(dòng)原理是一樣的，具體可以參見(jiàn)這里：PVCRobot 0號機器人驅動(dòng)原理　　這里所謂震動(dòng)馬達，其實(shí)就是我們手機中實(shí)現震機的震動(dòng)器，其原理就是通過(guò)旋轉的馬達帶動(dòng)一個(gè)位于偏心輪上的擺錘，由于擺錘的重心是位于旋轉的軸上的一邊，在馬達轉動(dòng)的過(guò)程中，就會(huì )由于擺錘的重量不斷循環(huán)的在轉軸的周?chē)a(chǎn)生一個(gè)離心的外力(即：交替忽上忽下、忽左忽右的擺動(dòng))，從而導致馬達的震動(dòng)。

下圖中左邊的兩個(gè)震動(dòng)馬達是在普通馬達上接了偏心擺錘，而右邊扁平的其實(shí)把馬達和擺錘融為一體了，效果其實(shí)相當于左邊馬達豎著(zhù)放而已，只不過(guò)結構更緊湊了。

2、機械結構　　本項目機器人的結構最開(kāi)始在設計的時(shí)候是采用“三點(diǎn)支撐”的方式，即：一對前腳，然后尾部(電子元件：電解電容)著(zhù)地。

后來(lái)在實(shí)際測試的時(shí)候，發(fā)現由于尾部著(zhù)地點(diǎn)較遠，導致重心比較靠中心，從而整體平衡較穩定，在震動(dòng)的時(shí)候挪動(dòng)的幅度不夠。后來(lái)的設計改為再增加兩只后腿，既可以采用三種支撐方式：

1)“四點(diǎn)支撐”：四腳匍匐，較穩定，移動(dòng)幅度小;

2)“三點(diǎn)支撐”：后腳站立，較穩定，移動(dòng)幅度較大;

3)“一點(diǎn)支撐”：尾部獨立著(zhù)地，很不穩定，移動(dòng)幅度最大。

在上面的視頻中也演示了這三種不同的情況。

也就是加了兩只后腿，看起來(lái)就像蚊子了，本機器人“蚊子”的外號也因此而得名。

在重量一定的情況下，越是不穩定的結構，在震動(dòng)的影響下移動(dòng)的幅度越大。不過(guò)由于震動(dòng)采用的器件是帶擺錘的馬達，在震動(dòng)的過(guò)程中會(huì )有一個(gè)旋轉的趨勢，如果采用不穩定的支撐結構時(shí)，容易發(fā)生原地轉動(dòng)。

要改變這個(gè)情況，則可以：調整震動(dòng)馬達的安裝方位

如果把震動(dòng)馬達從現在平行身體(一字型)的方向改為垂直身體(十字型)的方向安裝，則旋轉的趨勢就會(huì )變成向前或者向后的動(dòng)力，震動(dòng)時(shí)機器人就會(huì )由“打轉”變?yōu)?ldquo;向前”或“向后”移動(dòng)。

如果要改變前進(jìn)或者是后退，則只要改變馬達的電源正負極，即改變馬達是順時(shí)針還是逆時(shí)針旋轉;如果震動(dòng)馬達的擺錘位置不是正好位于機器人身體的中心軸，則還會(huì )有略微的轉動(dòng)，但這樣動(dòng)起來(lái)的效果更好，還帶一點(diǎn)轉彎。

另外，這里提一下，如果改用扁平震動(dòng)器，則不可避免的一定會(huì )出現以上所說(shuō)的打轉的狀況，因為扁平震動(dòng)器其實(shí)相當于上面那種震動(dòng)馬達以轉軸垂直地面的豎著(zhù)放的情況，而扁平震動(dòng)器由于形狀所限又不能隨意調整安裝方位(只能扁平的水平貼在物件的表面)，即無(wú)法像上面所說(shuō)情況那樣通過(guò)改變方位去化解轉動(dòng)的趨勢。當然，如果專(zhuān)門(mén)追求轉動(dòng)的效果那又是另外的一種思路。