机器人“全运会”专栏四足竞速机器人 - 2005年第4期

[编者按]
机器人“全运会”是一个以机电一体化为主的全面性的机器人普及活动，它将面向全体爱好者包括中小学生和成人（非专业人员），更希望有条件的残障儿童和学生能够参加。我们将通过机器人“全运会”这个栏目，向广大读者介绍机器人的基本动力、能源、机械结构、控制等机电一体化及智能控制的基础知识和原理，并从简单的机器人制作入手，由浅入深直到完成复杂的智能机器人的制作。我们计划用一年左右的时间陆续介绍四足竞速机器人、六足拔河机器人、越野机器人、线控投篮机器人、足球机器人、清道夫机器人以及避障机器人和轨迹跟踪机器人等等，并在适当的时候组织机器人“全运会”比赛。

机器人“全运会”作为科普项目，融知识性、趣味性、实践性、娱乐性于一体，通过制作和比赛培养参与者的动手能力、创造能力和想象力，有助于培养创新型人才；爱好者在学习、制作、娱乐过程中增长知识，增长能力，增长才干，提高全民科普教育水平。我们希望这个专栏能在培养有创新精神、创新意识、创新能力的新型人才中发挥作用。*

21世纪随着纳米技术的突破，机器人将会像个人电脑一样，走进家庭，走进人们的生活，成为人类社会必不可少的生活用品或工具，这是世界机器人发展的趋势。

你是不是很想有一个属于自己的机器人呢？在我们介绍具体项目制作之前，首先了解一下机器人的构成，如图1所示。

图1中机器人的“大脑”，我们把它称为智能控制器（微处理器）。它可以控制机器人对各种环境信息的采集、加工和处理，又可以控制机器人做出各种动作。智能控制器是由人通过语言编程来实现控制的。

图1中的输入部分，相当于人体的感觉器官。它可以通过红外传感器、温度传感器、声音传感器和亮度传感器等等采集周围的环境信息。

图1中机器人的身体，相当于人体的骨骼、手、脚等部分。它可以是任何形状，有固定的，也有可移动的；有用轮子行走的，也有用履带行走的，还有用脚行走的；有手臂摆动的，有头部转动的等等。

图1中的输出部分与机器人的身体密切相关，通过驱动可以控制机器人的各种动作。

四足竞速机器人的结构非常简单，它包括三个部分，如图2所示。第一部分是机器人的肢体，它是由一些专用的塑料扁条、角条、接头等组装起来的。第二部分是机器人的动力，我们又把它称为齿轮箱，是由一只直流电机和若干齿轮组成。第三部分是机器人的能源，由两节5号电池组成。

下面我们就来看一下四足竞速机器人是怎样工作的。当我们打开电源开关，电机中就会有电流流过，电机轴就会旋转，经过齿轮箱的减速之后，在齿轮箱的输出端轴A就会得到一个比较慢的转速。在轴A的两端各有一个小曲柄，方向刚好相反，曲柄的另一端分别连接着机器人的左脚和右脚。当轴A转动时，两个小曲柄随之转动，分别带动机器人的左脚、右脚，进行上、下、前、后的运动，于是机器人就开始向前行走了。

下面我们就介绍四足竞速机器人的制作。