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螞蟻機器人的制作材料:74HC240,光敏二極管,微型電機,電源端子,插頭尾簧,洞洞板

來源:機器人制作從入門到精通      編輯:創(chuàng)澤      時間:2026/1/23      主題:其他   [加盟]

螞蟻機器人有很多種,常見的是由一組舵機驅(qū)動的模仿螞蟻外形和動作的多自 由度機器人,高J一點的則是由若干個d立機器人組成的蟻群,成員之間共享信 息,協(xié)同工作。本節(jié)介紹的是一種相對較易實現(xiàn),造價也比較低的螞蟻機器人,研 究的是如何利用電路構(gòu)造簡單的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),指揮機器人的運動。

文所說的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”指的是Mark Tilden提出的Neural Network和由此派生 出來的BEAM機器人,雖然很可能此“神經(jīng)”非彼“神經(jīng)”,但是考慮到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 本身就是處于研究階段的一門科學,而BEAM機器人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)又是業(yè)余條件下少 數(shù)可以實現(xiàn)的方案之一,也就沒什么好抱怨的了。

基于上述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機器人,Z經(jīng)典的要數(shù)BEAMant, 從字面上翻譯過來就 是機器螞蟻。機器螞蟻先后有過很多個版本,因為時間久遠, 一些早期的設(shè)計在網(wǎng) 上已經(jīng)找不到了,F(xiàn)在beam-wiki (比較權(quán)威的BEAM 機器人網(wǎng)站)上面提供的官 方版本是Mark Tilden在1999年設(shè)計的BEAMant 6.0,如圖2-6、圖2-7所示。

下面是兩只機器螞蟻的制作過程。

材 料 :

>> 74HC240,4 個

>>光敏二極管,2個

>> 0.22μF 無極電容,6個

>>微型電機,2個

>>1MΩ 電阻,6個 

 >>1.5MΩ 電阻,2個

>>PC 電源端子(母,拆芯),2位 

>>小型壓線端子(拆芯),2位

>> 3mm 黃銅管(可選),1小段 

>>RCA 插頭尾簧,1個

>>尼龍扎帶,2根

>>4×AA 電池倉,1個 

>>熱縮管,1小段

>> 洞洞板(實際使用4孔×7孔),1小塊

 >>通孔珠子,1顆

>> 0.1μF無極電容(電機消噪聲,可選),2個

 >> PC機箱板卡擋片(或其他替代材料),2片

>>雙面膠帶、螺母、螺絲、導線,適量

工 具 :

>>烙鐵、焊錫

>> 彎頭鑷子

>>止血鉗

>> 偏口鉗

>>電鉆、 M3.2鉆頭

>> 電吹風

>>臺鉗

>>管子割刀

>>銼刀(可選)





3D光電跟蹤頭的制作材料:74HC240,二極管,電容電阻,鋰電池,開關(guān)端子

光電跟蹤頭的感光元件可以使用任何規(guī)格的光敏二極管或紅外線接收二極管;74HC240 在這里作為兩組神經(jīng)元電路使用;74HC245 是小型BEAM 機器人常用的雙向電機驅(qū)動芯片

2D光電跟蹤頭的構(gòu)造:兩個光敏二極管, 一 片數(shù)字邏輯集成電路,一個減速電機

電機為機器人制作中常用的N20 微型減速電機,標稱電壓為6V;感光元件串聯(lián)在電源兩端;芯片的第1/19腳為 使能端,實際使用中要接低電平;端子芯取自工業(yè)連接器里面的接線排座

尋光機器人電子部分的制作材料:三極管,光敏電阻或光敏二極管,紅外線接收管,鋰電池

機器人電子部分的主要元件使用的三極管是C1815, 可以替換成電流更大的8050,也可以使 用其他型號的小功率NPN 型三極管。鋰電池充電器用一個報廢的摩托羅拉手機充電器(標稱輸出 4.4V/1A)改造而成

尋光機器人機械部分的制作:車式底盤,傳感器和控制器,車輪,蓋形螺帽

機器人的身體。身體是一個由兩個電機驅(qū)動的可以自由活動的小 車式底盤。身體相當于機器人的骨架,機器人的傳感器和控制器都搭載在它上面。 車輪和電機構(gòu)成了機器人的運動器官

機器人多指靈巧手的神經(jīng)控制的原理:控制系統(tǒng)硬件,控制系統(tǒng)軟件,復合控制方法

上位機軟件負責根據(jù)誤差信號,伺服控制器從主機得到控制指令,進行適當?shù)奶幚砗螽a(chǎn)生相應(yīng)的PWM 電機控制信號控制電機轉(zhuǎn)動,利用上位機的 CMOS 定時來實現(xiàn),可以精確到微秒級

機器人自適應(yīng)模糊控制: PID 模糊控制、自組 織模糊控制、自校正模糊控制

一種附加力外環(huán)的機器人力/位置自適應(yīng)模糊控制方法,是把力控制器的輸 出作為位置控制給定的修正值,通過提高位置控制的精度達到控制力的目的,并利用自 適應(yīng)模糊控制的魯棒性,使控制系統(tǒng)對不同的剛性環(huán)境具有自適應(yīng)能力

機器人的進化控制系統(tǒng):解決其學習與適應(yīng)能力問題

機器人的進化控制系統(tǒng)用于復雜系統(tǒng)的控制器設(shè)計,可以很好地解決其學習與適應(yīng)能力問題,根據(jù)環(huán)境的特點和自身的目標自主地產(chǎn)生各種行為能力,展現(xiàn)適應(yīng)復雜環(huán)境的自主性

機器人的神經(jīng)控制系統(tǒng)特性和能力:并行處理能力和快速性,自適應(yīng)能力和信息綜合能力

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對信息的并行處理能力和快速性,適于實時控制和動力學控制;能夠解決那些用數(shù)學模型或規(guī)則描述難以處理或無法處理的控制過程;具有很強的自適應(yīng)能力和信息綜合能力

機器人的學習控制系統(tǒng):搜索、識別、記憶和推理

1)基于模式識別的學習控制;2)反復學習控制;3)重復學習控制;4)連接主義學習控制,包括再勵(強化)學習控制;5)基于規(guī)則的學習控制,包括模糊學習控制;6)擬人自學習控制;7)狀態(tài)學習控制

機器人的模糊控制系統(tǒng):模糊化接口、知識庫、 推理機和模糊判決接口

模糊控制提供一種實現(xiàn)基于知識(基于規(guī)則)的甚至語言描述的控制規(guī)律的新機理,由模糊化接口、知識庫、 推理機和模糊判決接口4個基本單元組成

機器人的專家控制系統(tǒng):知識庫、推理機、控制規(guī)則集和/或控制算法

一個典型的和廣泛應(yīng)用的基于知識的控制系統(tǒng)包含知識庫、推理機、控制規(guī)則集和/或控制算法等;推理機用于記憶所采用的規(guī)則和控制策略,根據(jù)知識進行推理,搜索并導出結(jié)論

智能機器人的遞階控制系統(tǒng):精度隨智能降低而提高

遞階智能控制是按照精度隨智能降低而提高的原理(IPDI) 分級分布的,由三個基本控制級構(gòu)成的,系統(tǒng)的輸出是通過一組施于驅(qū)動器的具體指令來實現(xiàn)的
 
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