了解机器人发展演进及其应用

一、设计行走部分

首先设计底部，即行走部分，参考设计如图7-6所示。

图7-6　腿部齿轮安装

这里我们利用 15 孔圆梁等零件，可以设计一个初步的加速结构，在安装过程中，要注意轴套的数量。安装好轴后，穿插链齿轮，如图7-7所示。

图7-7　穿插链齿轮

在穿插链齿轮时，要用 13 孔圆梁将链齿轮外部链接固定，设计左右对称结构，并利用 5×7 框架将两者固定连接。在固定时需要先设计固定连接部分，如图7-8所示。

图7-8　固定连接结构设计

设计固定连接结构用来固定底部，然后准备好一些销子，用来做履带上的支架，如图7-9所示。

图7-9　履带固定前销子的准备

在选用销子时，要注意销子穿插的孔数。接下来进行履带支架的固定，如图7-10所示。

图7-10　履带支架的固定

通过这样的连接，盘底部结构就比较稳固了。到此，“巨人”模型中的腿部已经做好。

二、固定EV3程序块

固定 EV3 程序块，即制作“巨人”的身体部分，参考设计如图7-11所示。

图7-11　底部结构的加固

通过对底部结构的加固，可以让机器人的底部更加牢固。随后需要在底部添加圆梁，如图7-12所示。

图7-12　底部添加圆梁

底部添加圆梁的目的是方便固定EV3程序块，如图7-13所示。

图7-13　EV3程序块支架构建

构建好EV3程序块支架后，就开始将 EV3 程序块固定在底盘上，如图7-14所示。

图7-14　EV3程序块与底盘的固定

在将EV3 程序块与底盘固定的过程中需要注意方向。

三、设计手部和头部

先进行头部支架的设计，如图7-15所示。

图7-15　头部支架的设计

在进行头部支架的组装中，要注意把中型电机作为动力输出装置加入支架中。中型电机与机器人主体的连接如图7-16所示。(www.xing528.com)

图7-16　中型电机与EV3程序块的连接

在将中型电机固定在 EV3 程序块上之后，需要再次进行加固，如图7-17所示。

图7-17　中型电机与EV3程序块的加固

再次加固连接后，需要接入一些齿轮传动装置，如图7-18所示。

图7-18　齿轮传动装置的接入

接入过程中需要注意，4齿齿轮之间进行垂直啮合，外侧安置 40 齿齿轮，同时要注意销子和轴套的固定位置。

头部支架设计完成后，接下来完成手部的设计，手臂的组装如图7-19所示。

图7-19　手臂的组装

在模型手臂的组装中，需要用到 3×11 单位黑色面板两个。之后，我们就需要将手臂安装在齿轮上，如图7-20所示。

图7-20　手臂与齿轮的连接

在连接过程中，要注意左右手臂幅度不一样。手臂组装完成后，就要进行头部的设计与组装了，如图7-21所示。

图7-21　机器人头部设计组装

设计组装过程中，要利用超声波传感器作为模型头部，并且注意这里利用到了 4×4、4×6 弯梁等零件。头部设计组装好之后，把头部连接在机器人身体上，如图7-22所示。

图7-22　机器人头部的连接

四、连接网线

把网线连接好后，整个模型最后完成，如图7-23所示。

图7-23　完善机器人

五、程序参考设计

机器人组装完成后，程序较为简单，如图7-24所示。

图7-24　程序参考设计

参考程序中，模型中电机 B、C 逆时针前进 5 圈，然后停止，中型电机 A 左转右转对应角度之后恢复原状。

图7-25 所示的并列程序能实现电机停止动作之后，模型发出“HELLO”的声音，表示问候。同时，在 EV3 屏幕中显示笑脸，持续 2 s。

图7-25　并列程序

图7-26 所示的循环程序，能实现当触动传感器被按压的时候，中型电机前后摆动持续5次，即头部和手部进行摆动。

图7-26　循环程序示例