机器人制作入门

信仰创新
如何让一个菜鸟玩转机器人,而不是被机器人玩?本文的目的就是帮助那些还未接触过机器人的朋友在短时间内制作出具有一定专业水准的机器人,如果感兴趣的人多的话,我们还可以考虑在南京创客空间开设机器人制作工坊,手把手教大家如何制作机器人。
在这之前,先让我们初步了解一下什么是机器人。
总的来说,无论是军用机器人、飞行机器人、工业机器人还是家用机器人,他们一般由四部分组成:第一,控制部分(大脑);第二,传感部分(感官);第三,执行部分(四肢);第四,主体(躯干)。机器人可以按照事先编好的程序,自动执行工作。
军用机器人
防水按键
工业机器人家用机器人
桉树专用肥飞行机器人
对很多人来说,机器人在不久之前仅仅还是科幻电影中的主角,但现在它已经成为创客们手中最常见
b2y的玩物,并且开始逐渐进入和影响我们的生活。
得益于开源软件、开源硬件以及创客运动的兴起,机器人的学习门槛大幅下降,制作成本也变得极低,因此,机器人的普及时代已经来临。下面我们按机器人的四大部分分别介绍。
第一,控制部分(大脑)
控制部分其实就是一台电脑,主要由硬件和软件两部分组成。对于很多相对简单的应用(比如制作一架电力线查勘机器人,通过摄像头检视并通过感应线圈从电力线上取电,见附图),使用硬件开源的微电脑系列ARDUINO是一个不错的选择,所谓硬件开源就是它的所有设计图纸都是开放的,你甚至可以自己生产它。不过它并不贵,最便宜的也就几十元人民币。ARDUINO针对不同的应用需要编程来实现,网上有很多针对ARDUINO不同应用的免费程序,对菜鸟来说,你可以把ARDUINO看做手机,程序则是APP应用,当然,目前还没有专门针对ARDUINO的APP商店(如果需求强烈的话,南京创客空间没准会在淘宝上建一个),如果你不想学编程的话,你只能自己在网上搜索并且下载程序,然后通过Arduino配套软件写入到ARDUINO板子中。
各种版本的Arduino
电力线查勘机器人Arduino配套软件界面
ARDUINO也是目前火热的桌面开源3D打印机的控制核心,而3D打印机也是一种特定用途的机器人。当然,对工业级3D打印机而言,则需要一台比ARDUINO性能更强的电脑,可以装上开源的LINUX操作系统以及LINUXCNC(也就是原来的EMC)软件,使3D打印机功能更强大,应用更广泛。
蛋白糖基化
3D打印机
对于那些复杂的应用,则需要更加强力的电脑加上一个专门的机器人操作系统。值得庆幸的是,美国的柳树车库公司开源了他们研制的机器人操作系统ROS(robot operating system),并且鼓励开发基于ROS的应用程序,这一操作系统很有可能成为机器人中的windows。在不久的将来,如果人们不会用ROS 操控机器人也许就会像现在不会用windows操控电脑一样,成为一个OUTMAN 。该公司生产的基于ROS的机器人PR2售价40万美元(如果你愿意将自己开发的成果开源发布,便可以得到12 万美
元的折扣),可以做各种家务,比如开啤酒瓶盖,用“手”把脏碗放进洗碗机,给桌子铺上桌布并摆放好干净餐具,给地毯吸尘,叠毛巾,割草,在快要没电时,自己寻周围的电源插座,并把自己插上去充电等等。
机器人PR2
基于Kinect和
ROS的开源机器人
TurtleBot
第二,传感部分(感官)
翻转立方体现在的传感器种类繁多,而且还在不断的改进和增加中,可以随时监测声、光、温度、压力、气体等等的变化,远远超过了人的感官能感受的范围和精度。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,它们都很便宜,而且容易买到。
对菜鸟来说,为了避免繁琐的接线工作,你可以准备一个专门的传感器扩展板,只需简单的了解传感器的作用,然后按说明书将连接线插入传感器扩展板指定接口即可。如果插上Wifi模块,你甚至可以远程用手机控制机器人。
气瓶推车
Arduino传感器扩展板(可直接插到Arduino上)
3-80cm红外数字壁障传感器安装传感器的机器人小车

本文发布于:2024-09-22 15:29:28,感谢您对本站的认可!

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