机器人制作的好书！机器人制作宝典\机器人制作天空宝典.0001.pdf札器人大空(htt/www.robotsky.con)版权声明本书中所收录的文章除《用 Arduino控制的三轮小车》·文外,其余文章全部原创首发于机器人天空(http://www.robotsky.com)转载请注明出处和作者。机器人大空(htt/www.robotsky.com)目录前言……·····理论篇…如何制作机器人小车一给初学者概念剖析:什么是BEAM机器人?…18经验篇着非·。。章非··。非非非……………………………………………………20制作机器人常用的单片机性能特点及使用经验…制作机器人常用传感器盘点35制作机器人机槭结构的一些经验看看你的实验室还缺了什么项目篇…瓢虫机器人制作教程…………………………………………………52日本爱好者制作的微型巡线小车……………………………………………………68如何制作你的第一个机器人基」笔记木电脑的移动机器人…DD章个BFAM四足机器人的制作过程…………………………………………105用 Arduino控制的三轮小车国内机器人爱好者的作品资源篇…………………………134机器人大空(htt/www.robotsky.com)写在前面转眼机器人天空已经运行维护了四年多了,在这四年中认识了全国各地众多热爱机器人技术的朋友,很多朋友都为机器人天空的发展做出了自己的贡献。像早期的网友留心、肉粑粑、wen2 xiao l、 yryiX……还有后来的hyms23、 yunkangliu、刘天龙等等我叫得上名字的,许许多多我叫不上名字的。虽然有人离开,却总是有更多的人进来,这切给了我莫大的信心,使我一直坚信机器人事业必定大有可为但同时也有一个问题一直在困扰着我:每人来浏览网页,学习知识的人很多,真正动起手来做一个哪怕最简单的机器人小车的朋友却都少之又少,这是为什么?和网友们交流的时候我发现,很多人都表示机器人技术非常有趣,看到别人制作的机器人能跑能自己也欢欣鼓舞,可等到自己真止动起手来的时候却发现问题总比办法多。有的人看着别人的电路图原理图如坠雾中,完全摸不着头脑;有的人做到一半发现遇到了自己解决不了的问题,时间一长最后便不了了之;有的人受身边条件所限,想动手却什么都买不到;时问、金钱……障得一层乂一层。特别是一些非理工科岀身的爱好者,满怀蒼儿时的机器人梦想,却被一堆专业名词将梦想击得支离破碎。我也曾浏览过很多的机器人制作相关资料和书箸,也发现现在很多资料和论文还带有很浓厚的大学教材气息,满篇是抽象概念和抽象的原理图,很多东西啃了半天弄明白了它的原理和功能,却连它长什么样子,可以到哪里购买都弄不清楚。这让很多知识结构不够健全的朋友完全不知该如何下手。最后的感觉就是画张图纸简单,做个实际的东西却是难于登天意识到这个问题以后,在维护机器人天空网站的过程中我便有意识地去搜集、翻译、原创了一些非常适合初学者的图文并茂的文章,在文章中多以实物图为主,抽象图为辅,力图可以将更多徘徊在门外的爱好者拉进到这扇门里来。直到去年春节前,我忽然意识到机器人天空网站上现有的一些精品文章口经足够可以拼出一本专门针对入门者的电子书籍来。春节过后便一直忙于收集资料,请朋友帮忙写一些补充的文章,终于拼出了大家现在看到的这篇文档。希望它可以让更多的机器人爱好者走进到精彩无限的机器人世界中来我曾在篇文章的结尾处这样写到:“我们的作品基本上不会有什么科技价值,也不会填补什么技术空白,不会为社会主义建设添什么砖加什么瓦,纯粹只是自娱自乐。不过我想,当更多的人尤其是学生,以制作机器人作为一种娱乐项目的时侯,应该也是一件令人高兴的事吧”。直至今天,这仍然是我的目标,希望可以有更多的年轻人投入到哪怕是最简单的机器人活动中来,那么也不枉本书中收录的那些文章作者的辛勤劳动了札器人大空(htt/www.robotsky.con)理论篇6札器人大空(htt/www.robotsky.con)如何制作机器人小车一给初学者作者:胡泊Obotscom最近接钽了很多机器人爱好者,很多人都对机器人技术展示出了浓厚的兴趣也在计划如何动于制作自己的第一个机器人。但是似乎很多的人都摸不到门路,只能是站在大门外满怀兴趣的向内观望,观望了一阵兴趣渐失只好叹口气走开很多初学者可能都是看了一些视频或是现场的比赛,勾起了儿时的美好回忆,兴起了自己动手制作机器人的念头,很多RObotsky.com人可能并不是嵌入式开发的业内人士,甚至没有听说过单片机、步进电机这些名词,看着别人满地乱跑的各种机器人,颇有无处下于札器人大空(htt/www.robotsky.con)的感觉。有的人上来就准各做个可以双足行走的人形机器人,可以平稳行走,可以靠摄像头来读取环境信息,可以语音识别,最好还可以变形我的意见是:新手最好还是老老实实的从小车开始吧。人形机器人可以说是一个系统的大工程,不是个人玩的起来的,而且资金上的投入也是不可计量的。个人形机器人的成型产品最少要卖到几千块—要知道,你在开发过程中是不可能没有错误投入的。机器人小车技术上门槛较低,资金投入也少,市场上的各种产品和零配件的支持也较多,虽然简单,但可以实现的功能可“点也不少。我在这里凭自己的经验介绍一些自己动手制作机器人小车的基础知识,如果你是曾经自己动手做过的高手,那么你可以绕行,我这里介绍的都是为未入门者准备的最基本的理论知识和一些动手经验。那么现在我们开始,首先是理论部分—小车的控制结构。[一]小车的整体控制系统小车是怎么来控制的?为什么小车判断出障碍物后可以自动的绕开?理论:控制工程处理自动控制系统各种工程实现问题的综合工程技术。包括对自动控制系统提岀要求(即规定指标)、进行设计、构造、运行、分析、检验等过程。它是在电气工程和机械工程的基础上发展起来的闭环控制:闭环控制有反馈环节,通过反馈系统是系统的精确度提髙,响应时间缩短,适合于对系统的响应时间,稳定要求高的系统。开环控制:开环控制没有反馈环节,系统的稳定不高,响应时间相对来说很长,精确度不高,使用于对系统稳定精确度要求不高的简单的系统一般稍微复杂一点的机器人小车都是闭环控制,也就是说它有一个反馈机制,会根据自己配备的各种传感器来读取环境信息,并且根据这些环境仨息来决定自己下一步的行动,决定好后将行动指令发给执行系统,使机器人做出合适的动作。当然也有的机器人小车是廾坏控制,我就见过一个机器人小车配了一支笔,将机器人放在纸上,机器人一转,刷的一下在纸上画出一个圈来,当然由于摩擦力和机械误差等原因,田出来的圆卷可能不闭合,也可能不圆。不过人家阿Q都说了:“孙了才画的圆呢……”札器人大空(htt/www.robotsky.con)有点迷糊?没关系,其实简单“点说就是这样:机器人可以分为三部分——传感器部分控制器部分、执行器部分传感器部分:机器人用来读取各和外部信号的传感器,以及控制机器人行动的各种廾关好比人的眼睛、耳朵等感觉器官。控制器部分:接收传感器部分传递过来的信号,并根据事前写入的决策系统(软件程烹),米决定机器人对外部信号的反应,将控制信号发给执行器部分。好比人的大脑。执行器部分:驱动机器人做出各种行为,包括发出各种信号(点亮发光二极管、发出声音)的部分,并且可以根据控制器部分的信号调整自己的状态。对机器人小车来说,最基本的就是轮子。这部分就好比人的四肢一样好的,现在我们来分析下机器人小车的避障行为控制:机器人止在行走过程中(人在路上走),忽然接收到装在机器人前部的传感器发来的一个“左前方有障碍物”的信号(人眼发现左前方有一根电线杄),我们事先写在机器人控訇芯片中的程序算法要求机器人发现左前方有障碍物就往右边转(人发现左前方有电线杄就应该往右躲——什么,你还要继续往前走?你牛!那我貮等着听响了,哦,原来你只是想去看上面的小广告……),控制芯片对机器人的驱动器—或是轮子,或是双足—发出向右转的指令(人大脑发出向右转的指令,通俗点说就是“拐了拐了”),此时机器人的执行器部分应该立即响应控制器的指令,改变自己的状态,使机器人的前进方向改变,避开障碍物(恭喜你,躲开了电线杆)。怎么样,是不是有了点机器“人”的意思?那么这三部分是怎么联系起来的呢?很简单:电!其实机器人小车就是一个电子作品,传感器将外部的光信号、声音信号、温度信号等全部转换为控制部分可以接受的电信号,控制系统发出的指令也是各种电信号,通过执行部分转变为电机输出的扭矩、声音、光信号等下面我来分别介绍下这三个部分二]传感器部分传感器是机器人的眼睛,想要小车完亢成不同的任务就要配备各种不同的传感器现在巾场上林林总总的传感器数不胜数,一般个人机器人爱好者经常使用的有碰撞检测传感器(碰撞开关)、红外测障传感器、红外测距传感器、光敏电阻、电子温度计、电子指南针等等。一般机器人用的传感器返回的信号分两种:一种返回值很简单,只有两个状态:“有”机器人大空(htt/www.robotsky.com)或者“没有”;“是”或者“不是”;“0”或者“1”。我一般习惯把这种量称为“状态量”。它所反映的是一种状态,只是简简单单的“是”或“否”。比如“机器人左边有没有障碍物”,“有没有声音信号”等。还有·种返回值返回的是个已知泡围内任意值,比如只光敏电阻返回的信号就可能是0~5V范围内的任意电压信号。我般把这种量称为“强度量”。它所反映的是一个有效范围内的强度。比如“札器人左边的障碍物有多远”,“现在的声音信号有多强”等“状态量”反映的信息较简单,相应的传感器也较简单,成本较低。而“强度量”反映的信息则较丰富,相应的传感器的成本就会比较高,同时给控制上也带来了更大的灵活和复杂。下面我们来看一些常用的传感器:碰撞开关:电路常开,碰到障碍物后连通,可以用来检测机器人是否发生碰撞R②b急@念前光敏电阻:光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器;入射光强,电阻减小,入射光弱,电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、10