1、樂高機器人人教程8 HYPERLINK /blog/#m=0&t=1&c=fks_081070080087089075082094074070092080088074085084081 l m=0&t=1&c=fks_081070080087089075082094074070092080088074085084081 o 默認分類 默認分類 20088-06-24 222:077:43 閱讀6033 評論0 字號：大中小訂閱 搭建建技巧 5.3模塊塊最大化在搭建機器器人的過程程中，在沒沒有搭建步步驟圖時，可可能隨時需需要拆卸重重新組裝，至至少會部分分改裝，自自己設計過過程中會出出現或多或或少

2、的問題題，就算你你是個有經經驗的、思思路清晰老老手，你在在制作過程程中也會不不斷地改進進你的想法法和設計。因此，設計計機器人時時，最好使使機器人結結構便于拆拆卸，確切切地說，將將你的機器器人的結構構模塊化。將機器人人模塊人的的好處還有有，你可以以在需要的的時候將一一些組件用用在其他項項目上，而而無需重新新搭建這些些結構。但但也不是常常常這樣，如如果設計中中需要結構構更緊湊，就就要舍棄機機器人模塊塊化地想法法，而專注注于系統集集成。盡管管如此，這這仍不失為為設計樂高高機器人的的經驗之談談，尤其是是組建大的的機器人時時。該原理涉及及一些重要要組件：馬馬達、傳感感器，當然然少不了RRCX。如如果你已

3、經經迷上了LLEGO機機器人，那那建議你去去買一些組組件來拓展展你的機器器人。可能能你的器材材很多，可可以同時開開展不止一一個項目，或或者說，當當需要搭建建新的機器器人時，無無須拆掉以以前搭建好好的模型。不過，RRCX、馬馬達及傳感感器并不便便宜，建議議你最好在在設計機器器人時能考考慮到將來來拆卸某些些重要組件件時無需將將它整個拆拆散。注意：設計機器人人結構時，起起碼應該考考慮到需要要時可以很很方便地為為RCX換電電池。最常常用的解決決方式是將將RCX安裝裝在機器人人的最上端端，這樣，也也便于按機機器人按鈕鈕或讀取RRCX的顯顯示。5.4結構構的載重一個可運動動的機器人人需承負的的最小負載載為

4、3000克：即1個RCX（及及電池）和和2個馬達的的重量。如如果加上電電纜、傳感感器及其他他結構組件件，機器人人的重量很很容易達到到500克。你是否關關心它的質質量及其相相關的因素素？在制作機器器人時，首首先要考慮慮的因素就就是摩擦力力，要盡量量減小。尤尤其是與輪輪子相連的的這部份結結構。這是是因為輪子子所承受的的所有的重重量都是由由軸傳遞的的。輪子就就象杠桿，距距離它越遠遠，作用在在軸上的力力就越大，這這個力可能能會使軸彎彎曲，使梁梁變形，在在梁與軸間間產生很大大的摩擦力力。因此，在在搭建時，應應盡可能使使辦子靠進進它要支持持的梁。圖圖5.5所示示的三種情情況：a最不可取取，b次之，c為最好

5、。圖5.5 使馬輪子子盡可能靠靠進它所要要支持的梁梁。建議在條件件允許時，盡盡可能不要要用一根梁梁支持承重重軸。圖55.6所示示三種結構構比圖5.5所示更更可取，而而所有6種結構中中，圖5.6c所示示結構為最最佳結構，該該結構中在在輪子的兩兩側各有一一支持梁，就就象自行車車，避免所所有可能由由軸與支持持物上起的的杠桿效應應，將摩擦擦力降至最最小。圖5.6 采用兩兩個支持梁梁效果要比比用一個好好。RCX的安安放位置對對移動機器器人的行為為影響很大大。雖然整整個機器人人的重量決決定機器人人的行動，但但由于RCCX（及電電池）是整整個機器人人中最重的的組件，對對平衡負載載至關重要要。為了說說明為什么

6、么需要平衡衡負載，我我們現在回回憶一下”慣性”的定義。本章開頭頭解釋了任任何物體都都有保持原原有運動狀狀態的趨勢勢。有時，是是阻止加速速。質量越越大，需要要改變速度度的力越大大。MINDSSTORMMS Coonstrructoopediia所示的的Acroobot模模型就運用用了該原理理原理。如如果你已經經搭建過該該模型，是是否奇怪它它為什么會會翻轉而不不是前進？這是因為為機器人的的慣性使它它保持在原原有的狀態態即穩定性性。一旦為為馬達提供供動力，輪輪子即試圖圖將動力轉轉換為運動動，為機器器人加速。但是，由由于其慣性性很大，而而路面阻力力很小，這這樣，作用用力使機器器人的身體體翻轉過來來而不

7、是使使輪子轉動動。一旦機機器人翻過過來，由于于機器人的的前面為非非驅動輪，使使得它不能能再轉動，就就只好加速速了。你大概不想想讓你的機機器人也象象Acroobot，通通常，人們們希望自己己的機器人人穩穩地停停在地上。可以利用用重力加速速度來實現現：使驅動動軸遠離負負載遠些。不需要復復雜的運算算，只要用用機器人實實踐幾次就就行了-運行一個個簡單的程程序：啟動動機器人、停止、轉轉向，看看看機器人怎怎么做。試試著將RCCX放在不不同位置，直直到你滿意意為止。主裝：底盤盤、模塊與與負載下面我們將將本章所討討論的所有有內容都作作一總結。使用MIINDSTTORMSS中的部分分組件，搭搭建圖5.7所示的的

8、底盤。由由于高度降降低，它看看起來很簡簡單，我們們一起來看看一下：圖5.7 完整的平平臺這個平臺看看起來就象象一塊三明明治，用了了兩層梁，中中間夾了一一層板子。因為使用用了垂直梁梁將各層鎖鎖在一起，使使結構非常常結實。注注意機器人人的內部，我我們用1xx3連接板板 代替1x44梁，這樣樣，底盤的的上面就很很平整，很很容易安放放RCX或其其他組件。承重軸為兩兩根8軸（8號軸的意意思是指其其長度為88個樂高單單位），用用于支持內內側與外側側的梁，并并使輪子盡盡可能靠近近支持梁。采用第三章章中介紹的的方法，用用帶有導軌軌的1x22板固定馬馬達（見圖圖3.4），上上面用兩個個2x4樂高高板固定（ 圖5

9、.8），這個結構中，只需取下這兩片樂高板，無需破壞整體結構，就可取下馬達（圖5.9）。當然，也可可以很方便便地取下導導向輪和兩兩個主輪，用用于其他項項目（圖55.10）。這里需要要提出注意意的是，導導向輪非常常特殊，它它可以使兩兩輪的機器器人穩定、平滑轉彎彎。設計好好的導向輪輪需要很多多技巧，我我們將在第第8章中詳細細介紹。一般情況下下，如果你你只有一套套機器人發發明家系統統套裝，為為了制作另另外一個機機器人，可可能不得不不拆掉整個個模型。但但是，如果果你有更多多的LEGGO技術組組件，你就就可以保持持你的機器器人平臺基基本完整，只只需取下馬馬達和輪子子就可以開開始一個新新項目了。圖5.9 取

10、下馬達達圖5.100 和輪子現在，讓我我們來考慮慮負載和慣慣性，如果果有LEGGO遙控器器，不需要要任何程序序即可檢驗驗。如果沒沒有遙控器器，建議你你編寫一個個簡單的，能能使機器人人運動、轉轉彎的程序序，不需要要很復雜，如如下面所示示的偽代碼碼就可以了了，該程序序使機器人人前進、后后退，然后后原地轉圈圈。startt lefft & righht mootorss forrwarddwait 2 seecondds stop leftt & rrightt mottorswait 2 seeconddsstartt lefft &rrightt mottors reveersewait 2 s

11、eeconddsstop leftt &riight motoorswait 2 seeconddsstartt lefft mootorss forrwarddstartt rigght mmotorrs reeverssewait 2 seeconddsstop leftt &riight motoors將RCX安安放在不同同的位置，看看看會發生生什么情況況。如果它它只是簡單單轉動主輪輪軸（圖55.11）,就象Acrrobott一樣，很很容易翻車車。圖5.111 RCXX安放位置置不合適，會會造成器人人的不穩定定。將RCX向向導向輪方方向移動，會會發現機器器人越來越越穩定（圖圖5.122）

12、，雖然然在機器人人啟動或停停止時有些些彈跳，卻卻不會再翻翻車了。圖5.122 RCXX位置合適適，可以改改進機器人人的穩定性性。小結本章內容可可以概括為為三個詞：分層、模模塊化及平平衡。這機機器人結構構三要素。分層：可以以使你的機機器人結實實，結構合合理。回顧顧一下第一一章中講的的，用梁和和板子分層層疊放，再再用垂直的的梁加固，可可以得到輕輕巧、穩固固的結構。結構的穩穩定不是就就需要很多多組件，而而在于設計計中的技巧巧。模塊化：可可以節約您您的時間，使使您可以將將一些組件件重復用在在其他項目目上。這點點對于一些些貴重件，如如傳感器、馬達，尤尤其是RCCX，頗為為重要，因因為這些組組件比較貴貴，且無法法替代，要要牢記這一一點。不只只是單個組組件，甚至至還可能是是整個子系系統（如導導向輪），在在需要時，都都可以從一一個機器人人上取下來來，安到另另一個機器器人上去。平衡：是車車輛穩定的的關鍵。盡盡量降低你你的機器人人小車的重重心，以減減小慣性及及其不穩定定性。試著著將負責放放在不同位位置，尤其其是RCXX，使機器器人最好地地適應加速速、減速過過程。在第第十五章我我們將深入入討論這個個問題，我我們在該章章將學習如如何