關(guan) 鍵字：機器人

在日常生活和學習(xi) 中充斥著高新技術的今天，“低技術”表達的是回歸自然和傳(chuan) 統，去挖掘人類早已擁有的聰明才智。低技術不要求我們(men) 一味地追求技術的尖端化，但其所展現的科技成果和科學理念同樣精彩。本文將通過一部尋光機器人的製作，向大家展示低技術的魅力。

　　一、低技術機器人

　　尋光機器人，相信很多機器人愛好者都曾經研究和實際製作過。常見的設計思路是采用一對光電傳(chuan) 感器檢測環境光，傳(chuan) 感器的輸出信號送入單片機I/O口，或者AD口（進行AD變換，視傳(chuan) 感器輸出信號而定），經過程序算法，電機驅動電路來驅動一對減速電機或者步進電機做差速運轉，帶動機器人向著光線強的位置運動。這類解決(jue) 方案，從(cong) 機器人電子部分的造價(jia) 來看，現在市場上機器人專(zhuan) 用光電傳(chuan) 感器大概在20元一隻；單片機，常見的51、AVR、PIC在5～10元，與(yu) 之配套的PCB工程板在50元左右；雙電機驅動芯片L293、L298在8元左右；此外還有單片機編程所需的配套軟件，下載燒錄硬件等。

　　那麽(me) ，用低技術的設計思路來製作一個(ge) 尋光機器人，可以把電路簡化到什麽(me) 程度呢？它的造價(jia) 又可以做到多低呢？答案是隻需要三個(ge) 元件：一片NE555和一對光敏電阻。這個(ge) 低技術機器人的電子部分，造價(jia) 將小於(yu) 1元。NE555尋光機器人的線路如圖1所示。它是由GrantM在2001年設計的。

　　從(cong) 圖1中可以看出，NE555工作在雙穩態，第2腳和6腳連接在一起構成施密特觸發器模式。光敏電阻構成機器人的虛擬視野，用來檢測機器人前方的環境光。機器人的左眼與(yu) 右減速電機、右眼與(yu) 左減速電機，是彼此協同工作的，根據雙眼檢測到的環境光線的差異，由NE555驅動兩(liang) 隻電機做差速運轉，驅動小車向著光線的方向前進。從(cong) 電路的角度來看，非常簡單，但是其實質上是一部可以移動的模擬計算機，光敏電阻是這部計算機的輸入設備，電機是輸出設備。注意機器人在物理結構上對兩(liang) 個(ge) 光敏電阻和減速電機的安裝位置有嚴(yan) 格要求，圖1中所示的左右方位是從(cong) 車尾向車頭看的，還需要注意兩(liang) 隻電機的極性不可接反，否則會(hui) 出現機器人運轉紊亂(luan) 的現象。

　　表1歸納了機器人在不同環境光下的運動特性。，受光敏電阻夾角位置，元件電氣對稱性，環境光的變化，電機和車體(ti) 的結構的影響，實際機器人的運動方式非常複雜。筆者製作的這隻機器人，放在中廳會(hui) 尋著光線自己跑到陽台，在陽光下是做一種不規則的8字轉動；在無光的環境下做順時針轉動。最奇妙的是，因為(wei) 我使用了高靈敏度快速響應的光敏元件，這部機器人甚至可以“感覺”到牆壁的反光，對牆壁，衣櫃，桌子腿這些淺色高反光物體(ti) 表現出一種避障特性（靠近牆壁會(hui) 自己拐彎）。下麵是我製作NE555尋光機器人的過程。

　　二、製作尋光機器人

　　業(ye) 餘(yu) 製作機器人是一件非常有趣的事情，愛好者不光要處理好電路的問題，還要解決(jue) 機械結構的問題。而製作一部個(ge) 性十足的移動式機器人的底盤，就需要好好動一番腦筋了。

　　製作這個(ge) 底盤的原則是在滿足功能的前提下，結構盡量簡單，同時兼顧一點藝術性。

　　從(cong) 圖2中可以看到，這部機器人移動平台使用的是最常見，最普通的材料。輪胎、減速電機和萬(wan) 向輪是入門級小車機器人的標準配置，在網上可以很容易買(mai) 到。車體(ti) 使用一片覆銅板邊角料加工而成。為(wei) 了簡化結構，替換方便，電機和電池盒使用雙麵膠帶粘接的方式與(yu) 車體(ti) 固定。NE555選用常見的8腳雙列直插式封裝，方便焊接。光敏電阻沒有特殊要求，可以使用能買(mai) 到的任意規格的光敏元件，有的LED二極管也呈現出光敏特性，也可以直接拿來用。我使用的是一對直徑5mm的紅外線接收管，反相串聯在+6V電源與(yu) 地之間。紅外線二極管的好處是適應光線範圍大，響應時間比光敏電阻快，在陽光、燈光甚至家電遙控器下都可以靈敏的動作。

　　我使用一片厚度1.5mm的單麵環氧樹脂覆銅板作為(wei) 機器人的主體(ti) 結構（見圖3）。覆銅板質輕，而且有著很好的強度和韌性，也很容易加工。銅皮一麵作為(wei) 機器人的頂部兼電源地，這樣有兩(liang) 個(ge) 好處：一是可以在銅皮麵上迅速的搭建起機器人的電子部分；二是美觀，黃銅的顏色使這部機器人看起來別具一格。