本项目介绍的是太阳能卫星机器人,同样是采用太阳能脉动充放电控制电路,但是却是另外一种全新的运动方式——以陀螺旋转的方式移动,所以又称为太阳能陀螺机器人。
如果了解BEAM机器人的朋友,可能对这样造型的机器人已经很熟悉了——三脚支架中的两脚,加上连接电机的底部转盘,总共三点支撑地面,晒会太阳充会电,电机驱动转盘转动再带动机器人移动。
一、基本原理
1.1、驱动原理
1.2、机械结构
1.3、电路原理
二、准备工作
三、制作过程
3.1、电路焊接
3.2、三脚支架
3.3、电路板
3.4、电机支架
3.5、整机组装
3.6、整机调试
四、效果展示
五、扩展完善
5.1、功能扩展
5.2、版本升级
六、常见问题
七、项目总结
从以上插图我们可以看到两种不同的造型,不过原理都是基本一样的,只不过结构上有一点区别(有一个带了碰撞环,这个后面会具体说明)。
一、基本原理
本项目的机器人的外形像一个人造卫星,是以太阳能电池作为电源,电机驱动底部的转盘转动,从而带动整个机器人移动。由于以自身转动的方式进行移动的,就像一个旋转的陀螺,所以本项目机器人又可称为“陀螺机器人”。
1、驱动原理
本项目的驱动原理也是比较简单的,主要是电机带动底部的转盘转动——机器人有一个三脚支架,同时只有相邻的某两脚支撑地面,再加上底部连接电机的转盘,“两脚+转盘”——三点支撑地面。电机带动转盘转动,则其中一点转动,另外两点支撑,机器人就可以整体移动。
2、机械结构
本项目机器人有一个三脚支脚,主要有三种情况的结构,稍微通过调整就可以有不同的运行效果。
1、如果是三脚支架离地比较高(相对于转盘),且底部用直径比较小的转盘,则三点平衡比较稳定,每完成一次充电周期后电机转动只能带动转盘转一点距离,一般只能是由一组相邻的双脚交换为下一组相邻的双脚支撑地面,每周期移动的距离比较小。
2、如果是三脚支架离地过高(相对于转盘),则三点平衡相当稳定,虽然能够带动机器人移动,但是因为支架过高导致无法交换支撑地面的双脚,就是说一直都是开始运动时默认支撑地面的双脚着地。
3、如果是三脚支架离地比较低(相对于转盘),以及底部用直径比较大的转盘,则三点平衡相对不够稳定,每个充电周期后的运行可以接滑移动,也就是说每周期移动的距离相对会大一点。
作为扩展的结构功能,本项目的机器人还可以增加一个“碰撞环”:用PVC剪成细条做一个环,再用三根细条支架固定在周围一圈。本机器人加了“碰撞环”后,如果在转动移动的过程中,碰到障碍物后会有一个反弹转向的效果,之后再继续转动移动(具体见:版本升级)。