機(jī)器人線控器

我們之前介紹PVC機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)過(guò)程都是不可控的，本期我們介紹一款簡(jiǎn)易的線控器，可以讓你實(shí)現(xiàn)操控機(jī)器人運(yùn)動(dòng)。我們將這款線控器稱為“單路雙通有線控制器”，它其實(shí)就是通過(guò)一根雙線的電纜輸出一組電源，可以控制電源電纜的兩根導(dǎo)線之間正負(fù)極性的切換，從而控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，比如控制連線的振動(dòng)機(jī)器昆蟲(chóng)的活動(dòng)或靜止，控制連線的機(jī)器小車的前進(jìn)或停止等。這款線控器雖然拖著一條長(zhǎng)長(zhǎng)的電線，但可以把不可控的機(jī)器人變?yōu)榭煽氐臋C(jī)器人，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的提升，同時(shí)制作起來(lái)比較簡(jiǎn)單，非常適合初學(xué)者入門(mén)學(xué)習(xí)。

原理簡(jiǎn)介

線控器通過(guò)切換電源極性對(duì)機(jī)器人進(jìn)行操控，根據(jù)這一原理設(shè)計(jì)了線控器的電路（如下圖）。對(duì)于操縱開(kāi)關(guān)，為了便于操作，把普通的兩狀態(tài)的選擇開(kāi)關(guān)改為一個(gè)擁有三個(gè)狀態(tài)的復(fù)位開(kāi)關(guān)，用于控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止三個(gè)狀態(tài)；同時(shí)增加一個(gè)電源總開(kāi)關(guān)，用于防止誤操縱。

準(zhǔn) 備 材 料

制作線控器的主要材料包括：PVC線槽、電池/電池盒、撥動(dòng)開(kāi)關(guān)、復(fù)位開(kāi)關(guān)、PH插頭/插座、螺絲、導(dǎo)線等。

制 作 過(guò) 程

? 首先是安裝操縱開(kāi)關(guān)。如圖所示，把3×6的洞洞板橫向最邊上兩側(cè)的兩個(gè)小孔用錐子撐大到直徑2mm，作為安裝孔，使得M2的螺絲可以穿過(guò)。把復(fù)位開(kāi)關(guān)如圖所示插到洞洞板上，并將5個(gè)引腳全部焊接到洞洞板上。

? 取寬度為4cm的PVC線槽凹槽部分，剪出長(zhǎng)約8cm的一段，作為線控器外殼的底部。對(duì)著洞洞板上的兩個(gè)安裝孔在外殼底部打兩個(gè)直徑2mm的固定孔，要求使得復(fù)位開(kāi)關(guān)正好處于外殼底部的中間位置。用螺桿從外殼底面一側(cè)穿過(guò)兩個(gè)固定孔，在每顆螺桿上各套3片M3墊片，然后再把洞洞板用螺母固定好。

? 把電池盒放置在外殼內(nèi)，確定好電池盒的固定孔在外殼底部的位置，并在對(duì)應(yīng)位置各打一個(gè)直徑2mm的小孔。在電池盒上沒(méi)有導(dǎo)線輸出的一端的電極上焊一根導(dǎo)線，然后如圖用螺絲將電池盒固定到外殼上。

? 在外殼底面的頂部側(cè)壁，開(kāi)一個(gè)寬度和撥動(dòng)開(kāi)關(guān)一樣的卡槽，使得撥動(dòng)開(kāi)關(guān)剛好能夠卡在槽中。同時(shí)，用尖嘴鉗把撥動(dòng)開(kāi)關(guān)的3根引腳前端折成直角。在卡槽四周以及內(nèi)側(cè)面涂上502膠水，然后趁膠水未干迅速把撥動(dòng)開(kāi)關(guān)裝入卡槽中，其中讓撥動(dòng)開(kāi)關(guān)的引腳平面按壓到卡槽內(nèi)側(cè)平面上，即把撥動(dòng)開(kāi)關(guān)的引腳粘貼在外殼上。

? 在外殼底部大約中心位置打一個(gè)直徑2mm的小孔，作為電纜孔（圖中另外兩個(gè)小孔是固定復(fù)位開(kāi)關(guān)電路板的固定孔）。在電纜一側(cè)約4cm的地方打好一個(gè)結(jié)，然后如圖所示把導(dǎo)線穿過(guò)電纜孔。

? 參照電路原理圖或者焊接示意圖把電路焊接好，作為操縱桿的復(fù)位開(kāi)關(guān)焊接在洞洞板上。完成電路的焊接，再把焊接了復(fù)位開(kāi)關(guān)的洞洞板用螺絲、螺母固定到外殼底面上。

? 裁一段長(zhǎng)約9.5cm左右的PVC線槽頂蓋部分，然后直接套入外殼底部的PVC線槽的卡槽上。

沿著PVC線槽卡槽把頂蓋一直往里推，直到頂蓋抵住高出的復(fù)位開(kāi)關(guān)為止。對(duì)著復(fù)位開(kāi)關(guān)的位置，在頂蓋上做好標(biāo)識(shí)，并且在頂蓋上用剪刀開(kāi)出正好可以容納復(fù)位開(kāi)關(guān)的凹槽。把頂蓋四邊以及四角修剪成斜角。

? 為了讓外殼更牢固和更具密封性，給外殼底部前后兩端加上封板。再用4段1cmX 0.5cm的PVC方片，折成直角，作為外殼前后兩塊封板的支撐架。在支撐架上涂上502膠水，然后粘貼在外殼前后兩片封板和外殼底部之間，即把外殼前后封板固定起來(lái)，最后重新把外殼頂蓋裝上。

? 選用PH2.0的插接件作為可拔插的接口，“PH”是一種連接器件，包括插頭、插座、端子三個(gè)部分，“2.0”代表引腳之間的間距為2mm。把電纜前端的膠皮撥掉，用烙鐵上好錫；準(zhǔn)備好PH2.0-2P（2P代表2個(gè)連線端口）的插頭以及端子，用烙鐵直接給端子凹槽中央上錫，然后把電纜導(dǎo)線焊接到凹槽中。注意凹槽中央兩側(cè)各有一段突起的彎折片，在焊接好導(dǎo)線后用尖嘴鉗使兩側(cè)的彎折片夾住導(dǎo)線的焊接點(diǎn)。再用尖嘴鉗把端子后部?jī)蓚?cè)的突起也向內(nèi)按下，夾住電纜的導(dǎo)線膠皮部分，避免因拉扯導(dǎo)致導(dǎo)線斷路。把連接好電纜導(dǎo)線的端子插入到PH的塑料插頭中，最后端子頭部頂上有一個(gè)小突起可以卡住插頭前端槽口上的卡片，讓端子不至于脫落。

? 把外殼頂蓋推開(kāi)，裝入2節(jié)7號(hào)電池，準(zhǔn)備開(kāi)始調(diào)試。由于PH插頭的金屬端子內(nèi)嵌在插頭內(nèi)部，不方便引出測(cè)量調(diào)試，所以給PH插頭套上PH插座，這樣就可以把電纜導(dǎo)線引出進(jìn)行測(cè)試了。用萬(wàn)用表來(lái)測(cè)量電纜的電流輸出是否正常。

把萬(wàn)用表調(diào)到直流電壓檔（如DCV-20V），把萬(wàn)用表的表針接在PH插座的兩根引腳上。打開(kāi)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)接通電源，默認(rèn)操縱桿處于中間位置，萬(wàn)用表的讀數(shù)為0V。用手分別朝兩邊撥動(dòng)操縱開(kāi)關(guān)，可以看到指針有讀數(shù)，一次是正讀數(shù)（沒(méi)有負(fù)號(hào)），另一次是負(fù)讀數(shù)（前面顯示負(fù)號(hào)）。如果沒(méi)有出現(xiàn)讀數(shù)，檢查一下電路連接是否正確。

到這一步，整個(gè)線控器的制作就完成了，把線控器上的PH插件接到機(jī)器人的PH插頭上，就可以進(jìn)行操控了。