工程師電子制作故事：太陽(yáng)能衛(wèi)星陀螺機(jī)器人DIY設(shè)計(jì)

　　本項(xiàng)目介紹的是太陽(yáng)能衛(wèi)星機(jī)器人，同樣是采用太陽(yáng)能脈動(dòng)充放電控制電路，但是卻是另外一種全新的運(yùn)動(dòng)方式——以陀螺旋轉(zhuǎn)的方式移動(dòng)，所以又稱為太陽(yáng)能陀螺機(jī)器人。

　　如果了解BEAM機(jī)器人的朋友，可能對(duì)這樣造型的機(jī)器人已經(jīng)很熟悉了——三腳支架中的兩腳，加上連接電機(jī)的底部轉(zhuǎn)盤，總共三點(diǎn)支撐地面，曬會(huì)太陽(yáng)充會(huì)電，電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)再帶動(dòng)機(jī)器人移動(dòng)。

　　一、基本原理

　　1.1、驅(qū)動(dòng)原理

　　1.2、機(jī)械結(jié)構(gòu)

　　1.3、電路原理

　　二、準(zhǔn)備工作

　　三、制作過(guò)程

　　3.1、電路焊接

　　3.2、三腳支架

　　3.3、電 路 板

　　3.4、電機(jī)支架

　　3.5、整機(jī)組裝

　　3.6、整機(jī)調(diào)試

　　四、效果展示

　　五、擴(kuò)展完善

　　5.1、功能擴(kuò)展

　　5.2、版本升級(jí)

　　六、常見問(wèn)題

　　七、項(xiàng)目總結(jié)

　　從以上插圖我們可以看到兩種不同的造型，不過(guò)原理都是基本一樣的，只不過(guò)結(jié)構(gòu)上有一點(diǎn)區(qū)別（有一個(gè)帶了碰撞環(huán)，這個(gè)后面會(huì)具體說(shuō)明）。

　　一、基本原理

　　本項(xiàng)目的機(jī)器人的外形像一個(gè)人造衛(wèi)星，是以太陽(yáng)能電池作為電源，電機(jī)驅(qū)動(dòng)底部的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)整個(gè)機(jī)器人移動(dòng)。由于以自身轉(zhuǎn)動(dòng)的方式進(jìn)行移動(dòng)的，就像一個(gè)旋轉(zhuǎn)的陀螺，所以本項(xiàng)目機(jī)器人又可稱為“陀螺機(jī)器人”。

　　1、驅(qū)動(dòng)原理

　　本項(xiàng)目的驅(qū)動(dòng)原理也是比較簡(jiǎn)單的，主要是電機(jī)帶動(dòng)底部的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)——機(jī)器人有一個(gè)三腳支架，同時(shí)只有相鄰的某兩腳支撐地面，再加上底部連接電機(jī)的轉(zhuǎn)盤，“兩腳＋轉(zhuǎn)盤”——三點(diǎn)支撐地面。電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，則其中一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，另外兩點(diǎn)支撐，機(jī)器人就可以整體移動(dòng)。

　　2、機(jī)械結(jié)構(gòu)

　　本項(xiàng)目機(jī)器人有一個(gè)三腳支腳，主要有三種情況的結(jié)構(gòu)，稍微通過(guò)調(diào)整就可以有不同的運(yùn)行效果。

　　1、如果是三腳支架離地比較高（相對(duì)于轉(zhuǎn)盤），且底部用直徑比較小的轉(zhuǎn)盤，則三點(diǎn)平衡比較穩(wěn)定，每完成一次充電周期后電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)只能帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)一點(diǎn)距離，一般只能是由一組相鄰的雙腳交換為下一組相鄰的雙腳支撐地面，每周期移動(dòng)的距離比較小。

　　2、如果是三腳支架離地過(guò)高（相對(duì)于轉(zhuǎn)盤），則三點(diǎn)平衡相當(dāng)穩(wěn)定，雖然能夠帶動(dòng)機(jī)器人移動(dòng)，但是因?yàn)橹Ъ苓^(guò)高導(dǎo)致無(wú)法交換支撐地面的雙腳，就是說(shuō)一直都是開始運(yùn)動(dòng)時(shí)默認(rèn)支撐地面的雙腳著地。

　　3、如果是三腳支架離地比較低（相對(duì)于轉(zhuǎn)盤），以及底部用直徑比較大的轉(zhuǎn)盤，則三點(diǎn)平衡相對(duì)不夠穩(wěn)定，每個(gè)充電周期后的運(yùn)行可以接近平滑移動(dòng)，也就是說(shuō)每周期移動(dòng)的距離相對(duì)會(huì)大一點(diǎn)。

　　作為擴(kuò)展的結(jié)構(gòu)功能，本項(xiàng)目的機(jī)器人還可以增加一個(gè)“碰撞環(huán)”：用PVC剪成細(xì)條做一個(gè)環(huán)，再用三根細(xì)條支架固定在周圍一圈。本機(jī)器人加了“碰撞環(huán)”后，如果在轉(zhuǎn)動(dòng)移動(dòng)的過(guò)程中，碰到障礙物后會(huì)有一個(gè)反彈轉(zhuǎn)向的效果，之后再繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)移動(dòng)（具體見：版本升級(jí)）。