為什么要制作機(jī)器人呢？你的動(dòng)機(jī)是什么呢？看起來很Cool？還是想?yún)⒓酉馼attlebots那樣的比賽？機(jī)器人學(xué)能教你太多的知識(shí)，其涵蓋了電子科學(xué)、機(jī)械學(xué)、控制理論、程序設(shè)計(jì)甚至動(dòng)物行為學(xué)和人類心理學(xué)。在開始這個(gè)教程前先問問自己為什么要制作機(jī)器人，你的目的和動(dòng)機(jī)是什么，否則當(dāng)你半路退出時(shí)還不知道自己到底為什么開始。

　　OK既然你已經(jīng)知道自己為什么要制作一個(gè)機(jī)器人了，那么讓我們談?wù)勚谱鳈C(jī)器人你所需要知道的東西…

　　成功完成第一個(gè)機(jī)器人總是最難的。

　　所以最好要采用KISS（Keep It Simple Stupid）方法：保持簡單、目標(biāo)明確！這是一個(gè)非常好的建議，因?yàn)槲业牡谝粋€(gè)機(jī)器人目標(biāo)定位太高，浪費(fèi)了大量的資金，而且它根本沒有真正的工作過。你制作第一個(gè)機(jī)器人的目標(biāo)應(yīng)該是學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)，包括：如何編寫程序、怎樣使用工具、弄懂用到的術(shù)語，學(xué)習(xí)基本的技術(shù)和怎樣用最便宜的價(jià)格搞到機(jī)器人的零件。把你的cool機(jī)器人點(diǎn)子應(yīng)用到你的第二個(gè)機(jī)器人上。隨后你可以使用從第一個(gè)機(jī)器人上拆下來的零件來制作第二個(gè)機(jī)器人。相信我。

　　OK我準(zhǔn)備好了，我需要什么來開始呢？

　　很明顯你首要需要的就是錢。機(jī)器人是非常昂貴的。一個(gè)熟練的機(jī)器人專家制作一個(gè)機(jī)器人基本上不用花什么錢。經(jīng)過多年的積累他們已經(jīng)有足夠的原材料，而不需要再去買大部分零件。專家們知道如何自己制作零件來代替成品，當(dāng)然他們也有能力自己制作。然而初學(xué)者并不知道這些。你可以在房子中找到制作機(jī)器人所需要的大部份零件，但是不要指望只要用膠皮圈和牙簽就可以改裝出你的第一個(gè)機(jī)器人。要為你的第2或3個(gè)機(jī)器人準(zhǔn)備好更多的資金。第一個(gè)機(jī)器人至少也要花上100-200美元。你可以向你的父母要這些錢，告訴他們機(jī)器人的教育性或什么的。告訴他們你可以用比賽中贏得的獎(jiǎng)金把借款還上。告訴他們機(jī)器人制作可以幫助你順利進(jìn)入所選擇的大學(xué)或者可以得到機(jī)器人相關(guān)行業(yè)的實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)。告訴他們它可以讓你遠(yuǎn)離混亂的街區(qū)或遠(yuǎn)離毒品。得到一個(gè)另類的工作！你也可以向你的中學(xué)或大學(xué)申請(qǐng)經(jīng)費(fèi)，甚至向公司要錢。告訴投資人他們的投資會(huì)得到豐厚的回報(bào)或其他什么事情?，F(xiàn)在我已經(jīng)為我全部的機(jī)器人籌集了4k多美元了。我甚至聽說了有人在一個(gè)機(jī)器人上花了20k美元。當(dāng)你的技術(shù)越來越熟練你身邊會(huì)有更多可用的零件，以后制作機(jī)器人會(huì)變得更容易負(fù)擔(dān)。另一件事就是找個(gè)地方來制作機(jī)器人。加入一個(gè)機(jī)器人俱樂部。會(huì)員們經(jīng)常會(huì)借給你所需要的零件、工具、儀器以及無價(jià)的幫助和建議。我記得在我制作第一個(gè)機(jī)器人前我問了近六七個(gè)人。

　　OK我已經(jīng)搞到錢了，現(xiàn)在讓我們開始花吧！

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　　但是首先你要有個(gè)設(shè)計(jì)。

　　一個(gè)容易制作的機(jī)器人應(yīng)該是什么樣子呢？這看上去像一個(gè)愚蠢的問題，但是我保證好好研究一下其他機(jī)器人會(huì)對(duì)你有很大的幫助。瀏覽網(wǎng)站上機(jī)器人相關(guān)的圖片。切記只看真正簡單的機(jī)器人，不要在你的第一個(gè)機(jī)器人上想象和創(chuàng)造。如果你想制作一個(gè)能幫你拿啤酒并有視力的雙足機(jī)器人，那么你只是在自找麻煩。你要做的就是一個(gè)不會(huì)把自己創(chuàng)毀的2個(gè)輪子的東西。你要做的就是不會(huì)從桌上掉下去，不會(huì)發(fā)聲的兩輪的機(jī)器人。對(duì)于一個(gè)初學(xué)者來說，能自己完成已經(jīng)是非常難的了。

　　這樣你的機(jī)器人會(huì)有兩個(gè)輪子，被機(jī)器人最基本的驅(qū)動(dòng)算法所驅(qū)動(dòng)-差分驅(qū)動(dòng)。

　　前進(jìn)時(shí)，兩個(gè)輪子要以相同速度前進(jìn)。后退時(shí)，兩個(gè)輪子以相同速度后退。左轉(zhuǎn)時(shí)，是左邊的輪子后退而右邊的輪子前進(jìn)。右轉(zhuǎn)時(shí)，右邊的輪子后退而左邊的輪子前進(jìn)。

　　你可以通過改變兩個(gè)輪子的轉(zhuǎn)動(dòng)速度得到一些有趣的曲線。但是現(xiàn)在，為了保證你的第一個(gè)程序的簡單，讓我們保持算法的二元性。哦對(duì)了不要忘了你還需要一個(gè)小腳輪（必須是摩擦力小的）。記不記得幾何里所學(xué)的3點(diǎn)成面？

　　要制作一個(gè)差分驅(qū)動(dòng)器我需要有什么呢？只需要有兩樣?xùn)|西：2個(gè)輪子和2個(gè)電機(jī)。聽起簡單，但我們還是需要一個(gè)整體的設(shè)計(jì)方案。

　　讓我們先從輪子開始。大輪子會(huì)讓你的機(jī)器人移動(dòng)速度更快，而小的輪子會(huì)慢些。那為什么不直接用大的呢？大輪子意味著你的機(jī)器人有更小的轉(zhuǎn)矩去攜帶沉重的負(fù)荷，大輪子也更難很好的控制位置。而且你的傳感器一般跟不上位置快速的移動(dòng)。但另一方面，移動(dòng)慢的機(jī)器人常常會(huì)因自殺（比如撞擊到墻壁）而燒毀，你權(quán)衡一下在做決定。我建議你的第一個(gè)機(jī)器人應(yīng)該使用直徑是2-3"的輪子。瀏覽航天器愛好者網(wǎng)站或我們已有的零部件的清單中找到摩擦力大的輪子。如要要買的大約需要5-10美元包含運(yùn)費(fèi)。別忘了考慮你的輪子如何與你的電機(jī)連接。

　　好了現(xiàn)在我們來看看電動(dòng)機(jī)。為機(jī)器人選擇一個(gè)最優(yōu)的電動(dòng)機(jī)要考慮重量，傳動(dòng)比率（gearingratios），地形的要求，速度和加速度的要求，電壓，耗電量，可控制性等一整系列的事情，這些對(duì)于一個(gè)初學(xué)者來說簡直就是災(zāi)難。所以我們先應(yīng)付一下。讓你的機(jī)器人盡可能的輕，選一個(gè)不容易被燒壞的電機(jī)。但要記得電機(jī)越大電池的壽命越短、控制電路也更復(fù)雜更昂貴。

　　以下是我對(duì)你的第一個(gè)機(jī)器人電動(dòng)機(jī)的建議：電壓：5V-8V轉(zhuǎn)矩：是你設(shè)計(jì)需要的2倍

　　網(wǎng)上有很多地方都賣直流電動(dòng)機(jī)。也可以考慮購買伺服電動(dòng)機(jī)。他們的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度和花費(fèi)基本相同。每一種都有自身的優(yōu)點(diǎn)。伺服電動(dòng)機(jī)更容易控制，但是他們的功率都比較小，需要明確的電壓，andarelessintuitive。電機(jī)的功率和能量都比較大可以粗略的處理，但別忘了智能控制的是不會(huì)讓這種情況發(fā)生的。每個(gè)直流電機(jī)/伺服電機(jī)大概是1-40美元。我建議為你的第一個(gè)機(jī)器購買8-20美元的電機(jī)。

　　下面來介紹動(dòng)力。不使用太陽能和燃料，他們不會(huì)讓電機(jī)工作。用電池。要買可充電的那種，有高mAh（能量的容量），能在任何時(shí)候至少可以輸出1安培?？赏紤]通過對(duì)電池的并聯(lián)和串聯(lián)來控制總的電壓和電流。

　　電池有很多種，讓我們來討論最常用的3種。

　　堿性電池是最普通、最容易買到的，也是最便宜的一種。然而他們對(duì)我們來說是沒有什么用處，不要買他們。他們的容量很低需要很多s，不能在短時(shí)間內(nèi)提供大電流，經(jīng)常的更換也會(huì)帶來昂貴的花銷。

　　鎳氫（鎳金屬氫化物）電池才真正的輕巧。今天手機(jī)中使用的電池就是鎳氫電池。鎳氫電池可以重復(fù)的充電，有良好的電流輸出，而且是高容量。然而鎳氫電池價(jià)格要比我要提到的其他兩種電池都要昂貴。我建議體積小的機(jī)器人可以使用鎳氫電池作為電源電路。鎳氫電池根據(jù)不同的因素有不同的充電時(shí)間，一般需要5-10小時(shí)才能將電池充滿。

　　鎳鎘電池適合中小型的機(jī)器人，跟鎳氫電池相比能輸出更大的電流，而且在一兩小時(shí)內(nèi)即可完成充電。老式手機(jī)一般都采用鎳鎘電池。然而，給鎳鎘電池充電卻是一個(gè)黑色藝術(shù)。是否曾經(jīng)注意到一些老式手機(jī)的電池充電時(shí)間沒有剛買來時(shí)那么長？這就叫做記憶效應(yīng)。鎳鎘電池在反復(fù)充電過程中，可以儲(chǔ)存的電量越來越少。為了防止記憶效應(yīng)，在每次充電前都要將電池充分放電。只要把連個(gè)電池接在一個(gè)可愛的玩具動(dòng)物上，直到它不動(dòng)為止。我想把電池接在一個(gè)電機(jī)上也會(huì)起到同樣的作用。記住，鎳鎘電池里面含有有毒的鎳材料，所以要把他們保存起來然后循環(huán)利用/妥當(dāng)處置。

　　我的建議是制作一個(gè)小型機(jī)器人，買2組6V的鎳氫電池組。每組加運(yùn)費(fèi)大概需要10-15美元。買2組電池可以將電動(dòng)機(jī)電源與電路電源隔離開。作為一個(gè)初學(xué)者你肯定不會(huì)希望你的電動(dòng)機(jī)影響或燒毀你敏感的電路。相信我一組電池給電動(dòng)機(jī)供電，另一組給電路供電。電路最好使用鎳氫電池，電動(dòng)機(jī)使用鎳鎘電池還是鎳氫電池取決于你的電動(dòng)機(jī)功率的期望值。由你自己選擇。你可以在RadioShack或任何的RC俱樂部網(wǎng)站上買的到。

　　使用任何的電源，都要確保使用一個(gè)好的機(jī)器人功率調(diào)節(jié)電路去幫助你控制你的電源。

　　OK現(xiàn)在你需要一個(gè)好的電路。忘記你自己的設(shè)計(jì)。最好讓你的第一個(gè)機(jī)器人簡單，所以一個(gè)現(xiàn)成的電路是最簡單的。他們一般被稱作微型控制器，最流行的是基于PIC，ATMEL和BASICStamp的控制器。Stamps控制器雖然使用簡單但是提供功能比較少。如果你有編程基礎(chǔ)，我建議你使用基于PIC的控制器。在Google上搜索在線微型控制器(microcontrollersonline)或者查看我們的機(jī)器人配件列表。我個(gè)人使用Cerebellum微型控制器，但在列表里還有很多，而且最近還會(huì)添加一些。

　　在任何機(jī)器人專業(yè)網(wǎng)站上一個(gè)控制器的售價(jià)大約在80-120美元，另外還需要30美元夠買一個(gè)編程器（將你的電腦中的程序上載到芯片中），使用基于PIC的控制器還需要一個(gè)專業(yè)的編譯軟件，從免費(fèi)到600美元價(jià)格不等。一些控制有內(nèi)置的編譯器，這就是我為什么使用Cerebellum的原因。你也可以手工制作一個(gè)真正便宜的編譯器。只要確認(rèn)你的控制芯片有內(nèi)置的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，LED驅(qū)動(dòng)和模擬信號(hào)輸入\輸出?，F(xiàn)在不要擔(dān)心他們是什么，只要確認(rèn)你的芯片有他們就可以了。

　　同樣要考慮功率要求。最好還有使用手冊(cè)和樣例程序，來介紹芯片的使用方法。不過我不會(huì)照著那些例子做。因?yàn)樗麄兛雌饋砜偸悄敲磸?fù)雜，但事實(shí)上就是簡單的即插即用。只要按步驟插上電源，安裝好電動(dòng)機(jī)\伺服系統(tǒng)，連接好你的傳感器，再對(duì)它們編程。你的電路就完成了。在你買第一個(gè)控制芯片的時(shí)候要切記，一定要買使用簡單的。你真正的了解那些附加的功能是做什么用的嗎？你的第一個(gè)機(jī)器人，目的應(yīng)該是學(xué)習(xí)怎么制作一個(gè)機(jī)器人，而不是制作一個(gè)靈巧的機(jī)器人。

　　現(xiàn)在怎么讓我的機(jī)器人成為一個(gè)機(jī)器人呢？battlebot不是真正的機(jī)器人，因?yàn)樗鼪]有傳感器，不能做出自己的決定。你希望他是自動(dòng)的對(duì)吧？？？如果你想要一個(gè)battlebot，那么你可以跳過下面這章，直接用遙控器連接到你的控制器上即可。但是一個(gè)自動(dòng)機(jī)器人可以贏得女士們的芳心哦。

　　那么讓我們來學(xué)一個(gè)基本的傳感器：

　　光敏電阻是最基本的傳感器。以前聽過photovore機(jī)器人嗎？如果沒有可以到google上查一下。photovore機(jī)器人一般有2個(gè)光敏電阻（每個(gè)如同20美分），安裝在機(jī)器人的兩側(cè)，內(nèi)部運(yùn)行二進(jìn)制算法。運(yùn)行中如果左側(cè)的傳感器感應(yīng)的亮度比右側(cè)的強(qiáng)，那么就會(huì)通知的你的差分驅(qū)動(dòng)器向左轉(zhuǎn)。把光敏電阻傳感器對(duì)準(zhǔn)地面,掃清地面上的障礙——你的機(jī)器人會(huì)避開在行進(jìn)路線上的物體投影。是的就是這么簡單！還有很多廉價(jià)簡單的傳感器裝置，這僅僅是一個(gè)好的開始。

　　好的你已經(jīng)湊齊了所有的零件，但還不是一個(gè)機(jī)器人?，F(xiàn)在是設(shè)計(jì)制作機(jī)器人底盤的時(shí)候了。我先說設(shè)計(jì)的原因，是因?yàn)橄茸龊糜?jì)劃通常是個(gè)好主意。通過經(jīng)驗(yàn)我發(fā)現(xiàn)在設(shè)計(jì)上花的1個(gè)小時(shí)，在制作的時(shí)候就會(huì)少花1小時(shí)（而且直接制作的機(jī)器人構(gòu)造一般還是低質(zhì)量的）。初學(xué)者可能會(huì)在設(shè)計(jì)上遇到困難，因?yàn)樗蛩恢朗裁纯梢怨ぷ魇裁床荒堋５俏胰匀唤ㄗh先設(shè)計(jì)。當(dāng)我開始制作機(jī)器人時(shí)我花在設(shè)計(jì)上的時(shí)間大約占整個(gè)制作時(shí)間的5%?，F(xiàn)在我更年長，更聰明了，花在設(shè)計(jì)階段的時(shí)間大約是整個(gè)制作工程的90%?，F(xiàn)在我的機(jī)器人設(shè)計(jì)的如此之好，當(dāng)拿到郵寄到的機(jī)器人零部件以后，1,2天內(nèi)，有些時(shí)候甚至幾小時(shí)內(nèi)，我就能完全造好一個(gè)機(jī)器人。

　　為什么會(huì)這么快呢？因?yàn)槲沂褂媚茱@示所有零件、螺絲釘、一切部分安裝位置的3DCAD程序。每個(gè)部件都有意設(shè)計(jì)成最少的鉆孔和最小的切割面。我甚至計(jì)算每個(gè)部分的阻力和需要功率以保證它們都符合規(guī)格。你希望自己花了數(shù)小時(shí)制作的東西最后說“糟糕根本不能工作”嗎？

　　你絕對(duì)不能略過設(shè)計(jì)，尤其當(dāng)你參加像battlebots那樣，零件經(jīng)常損壞的競(jìng)賽，或是沒有足夠的資金或時(shí)間浪費(fèi)在失誤上的時(shí)候。

　　好，現(xiàn)在開始發(fā)揮你的想象力。要確實(shí)的按上面所說的做?；旧夏阈枰獩Q定的就是外形、零件的位置和如何將各個(gè)零件連接在一起。在設(shè)計(jì)上花的時(shí)間越多，你制作機(jī)器人的花費(fèi)會(huì)更少，時(shí)間會(huì)更短。在設(shè)計(jì)的時(shí)候在要記得，計(jì)劃好鉆孔的位置，如何從鋁板料，聚乙烯或谷類食品盒上切割零件，還要平衡重量。廢物堆、舊玩具和mcmaster.com都是找零件的好地方。使用LEGO玩具來制作原型早些發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷。還建議你使用尼龍搭扣和雙面膠帶這樣讓你修改起來很輕松。電池應(yīng)該始終使用尼龍搭扣來連接——使得充電很方便。估計(jì)你的第一個(gè)機(jī)器人會(huì)修改很多，所以設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該讓你的機(jī)器人更容易更改。

　　既然你已經(jīng)準(zhǔn)備好制作你自己的機(jī)器人了，訪問我的50美元制作機(jī)器人的教程按照說明一步一步來做。

　　其他提示：

　　不要重新發(fā)明輪子！去網(wǎng)上看看其他人做的東西，然后模仿著做！這可能沒有創(chuàng)造性，但這是你的第一個(gè)機(jī)器人，不要指望在第一次嘗試的時(shí)候就發(fā)明相對(duì)論。

　　加入當(dāng)?shù)氐臋C(jī)器人俱樂部。他們有你需要的所有設(shè)備和建議。他們會(huì)成為一個(gè)巨大的支持團(tuán)隊(duì)。有可能會(huì)找到合作伙伴來一起制作機(jī)器人（可以分?jǐn)偦ㄤN）？

　　參加機(jī)器人競(jìng)賽。這樣會(huì)給你動(dòng)力，設(shè)計(jì)目標(biāo)和完成機(jī)器人的最后期限。另外如果贏得了獎(jiǎng)金，你的機(jī)器人就能自己賺錢了.只是不要等到比賽前2個(gè)星期才開始。也不要指望你第一次就能獲勝，除非在比賽開始的前一個(gè)月你已完成機(jī)器人。那樣你就有很多的時(shí)間來調(diào)整和完善你的機(jī)器人。從失敗中吸取教訓(xùn)重新設(shè)計(jì)你的第一個(gè)機(jī)器人然后下次繼續(xù)參加。

　　買零件也是一個(gè)技巧。尋找零件，確認(rèn)符合你的規(guī)格并且買得起就是一個(gè)挑戰(zhàn)。記得有很多供應(yīng)商會(huì)免費(fèi)向“你的公司”提供傳感器和IC的樣品，提示，提示。用我們的機(jī)器人零件清單也會(huì)幫助你開始。最后，這頁右上角的google廣告也有機(jī)器人零件的供應(yīng)商。

　　隨著機(jī)器人規(guī)模的線性增加，它的花費(fèi)和難度都成指數(shù)增加。讓你的機(jī)器人盡可能的小巧輕便。

　　最重要的一定要切記遵循KISS原則。保證機(jī)器人的簡單，傻瓜。