這是一個(gè)簡(jiǎn)單但功能強(qiáng)大的項(xiàng)目，展示了球形機(jī)器人的潛力，以及自己制造一個(gè)球形機(jī)器人是多么容易。

一切是如何開始的

我一直著迷于非傳統(tǒng)的機(jī)器人設(shè)計(jì)，尤其是球形機(jī)器人。它們獨(dú)特的外形使它們能夠在任何方向上流暢地移動(dòng)，導(dǎo)航狹窄的空間，甚至在崎嶇的環(huán)境中發(fā)揮作用。但是，盡管它們很有吸引力，球形機(jī)器人往往看起來很復(fù)雜，制造起來也很昂貴。

這就是這個(gè)項(xiàng)目的由來。我想證明任何人都可以用一些現(xiàn)成的組件、基本的工具和一點(diǎn)創(chuàng)造力來制造一個(gè)功能性的球形機(jī)器人。我們的目標(biāo)嗎?為了展示這種機(jī)器人設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單性，多功能性和實(shí)用性，而不會(huì)破壞銀行。

設(shè)計(jì)與施工

機(jī)器人的外殼是一個(gè)直徑為20厘米的透明有機(jī)玻璃球體。這是一個(gè)完美的尺寸：足夠緊湊，便于操作，但足夠大，以容納所有的內(nèi)部組件。這種透明性也使得在測(cè)試和故障排除過程中很容易監(jiān)控內(nèi)部發(fā)生的情況。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)

機(jī)器人的核心是一個(gè)簡(jiǎn)單的木塊，尺寸為6x6厘米，作為主底盤。在這個(gè)塊上，我安裝了兩個(gè)直流電機(jī)，每邊一個(gè)，用螺絲固定。電動(dòng)機(jī)水平排列，它們驅(qū)動(dòng)內(nèi)部系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，從而使球體滾動(dòng)。

在木塊下面是一個(gè)加重的元素——一個(gè)滑板輪，它有雙重功能：它作為平衡物來穩(wěn)定機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，它也有助于將重心向下移動(dòng)，提高牽引力和控制力。

在塊的背面，我安裝了一個(gè)9V電池，為電機(jī)和微控制器供電。

電子與控制

機(jī)器人的大腦是一個(gè)nRF9151 -一個(gè)微控制器處理LTE和GPS，與電機(jī)控制通信。它連接到一個(gè)L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，該驅(qū)動(dòng)器控制兩個(gè)直流電機(jī)。

?單片機(jī)：nRF9151 + ESP01

?電機(jī)驅(qū)動(dòng)：L298N雙h橋

?電機(jī)：兩個(gè)基本直流減速電機(jī)

?電源：?jiǎn)喂?jié)9V電池

所有組件都以緊湊高效的布局連接在一起，將重量和空間使用降至最低。

注意：需要將GPIO輸出設(shè)置為3.3V

通過TCP進(jìn)行遠(yuǎn)程控制

由于TCP連接，遠(yuǎn)程控制機(jī)器人變得簡(jiǎn)單而強(qiáng)大。ESP-01模塊通過UART連接到nRF9151，創(chuàng)建自己的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)并啟動(dòng)TCP服務(wù)器。一旦連接到機(jī)器人的網(wǎng)絡(luò)，任何設(shè)備都可以使用基本的TCP客戶端發(fā)送純文本命令，例如/go、/back、/left或/right。

這些命令從ESP-01傳遞到nRF9151，然后nRF9151激活適當(dāng)?shù)碾姍C(jī)或執(zhí)行器。這種設(shè)置允許完全的遠(yuǎn)程控制，而不需要應(yīng)用程序或復(fù)雜的配置-只需Wi-Fi和TCP客戶端。

這使得機(jī)器人完全可以遠(yuǎn)程控制，不需要額外的應(yīng)用程序或復(fù)雜的軟件，只需要一個(gè)Wi-Fi連接和一個(gè)瀏覽器。

為什么這個(gè)項(xiàng)目很重要

雖然這個(gè)機(jī)器人乍一看似乎很簡(jiǎn)單，但它代表了一個(gè)強(qiáng)大的概念：能夠用最少的資源構(gòu)建智能、移動(dòng)和連接的系統(tǒng)。球形機(jī)器人提供了敏捷性、模塊化和環(huán)境適應(yīng)性的獨(dú)特組合。

通過使用廣泛可用的部件，該項(xiàng)目降低了任何對(duì)機(jī)器人感興趣的人的進(jìn)入門檻，包括學(xué)生、教育工作者、修補(bǔ)匠和創(chuàng)新者。

挑戰(zhàn)與未來改進(jìn)

當(dāng)然，沒有一個(gè)項(xiàng)目沒有挑戰(zhàn)。平衡內(nèi)部組件和調(diào)整配重需要一些試驗(yàn)和錯(cuò)誤。9V電池提供有限的運(yùn)行時(shí)間，Wi-Fi范圍自然受到ESP01功能的限制。

也就是說，我認(rèn)為這個(gè)機(jī)器人是一個(gè)原型平臺(tái)，未來還有很多升級(jí)的空間。

顯然，我還將在nRF9151上啟用LTE和GPS功能。

?增加實(shí)時(shí)視頻流的攝像模塊

?利用人工智能和傳感器實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航

?為直觀的控制創(chuàng)建一個(gè)專用的移動(dòng)應(yīng)用程序

總成本

最好的部分是什么?整個(gè)建筑花了我不到20歐元(約22美元)。這包括電機(jī)、微控制器、電池、底盤材料和有機(jī)玻璃外殼。這使得該項(xiàng)目不僅有趣，而且對(duì)于研討會(huì)、演示和教育用途也非常容易訪問。

結(jié)論

這個(gè)低成本的球形機(jī)器人證明了簡(jiǎn)單并不意味著限制。只需要幾個(gè)部件和一點(diǎn)計(jì)劃，你就可以創(chuàng)造出一個(gè)功能齊全的遙控機(jī)器人，它兼具娛樂性和教育性。

這是進(jìn)入DIY機(jī)器人世界的一個(gè)很好的切入點(diǎn)，也是更高級(jí)項(xiàng)目的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

本文編譯自hackster.io