创想智造3D打印手板模型加工

标题: 手把手教您3D打印一个自动写字机器人 [打印本页]

作者: iCAx开思网 时间: 2015-10-30 09:58
标题: 手把手教您3D打印一个自动写字机器人
近日，在DIY热站Instructions上，一名网名为MakersBox的用户共享了一个非常有趣的3D打印机器人，这个小巧的机器人使用的是Arduino芯片，具有自动绘图、写字的能力。

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这个机器人，只需要将一支钢笔插在它身体中央，它就能依靠轮子左右移动从而在底层之上绘制出各种形状。该机器人使用了一块Adafruit Pro Trinket 3V，并用Arduino IDE编写代码。

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这个机器人通过插在身体中央的钢笔，轮子的左右移动来绘制图形

这个3D打印绘图机器人的灵感来自龟机器人的设计，龟机器人最早出现在20世纪40年代，后经logo编程语言的发明人Seymour Papert进行了完善。Papert的龟机器人用logo语言编程，并配备了一支笔，能够根据一套相对位置的指令在表面上绘制出复杂的“海龟图形”。

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3D打印绘图机器人的杰作：“ROBOTS ROCK”字样

这位名为Makersbox的网友决定采用这种乌龟机器人的创意，并将其与3D打印技术相结合，以此来激发那些女程序员和工程师们的想象力。为此，Makersbox选择了Arduino平台，因为它具有方便的集成开发环境和代码编辑器。

具体来说，在制作之前您需要准备的零部件包括：一块Adafruit Pro Trinket、一对步进电机（及驱动器）、一个4×AA电池的电源、外加一堆电线、螺丝等，这个机器人的3D打印部件一共有8个，包括底盘、车轮等。

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自动写字机器人所需要的3D打印部件

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一个直流电机的安装（参考图）

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一小块面包板（参考图）

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4节5号或7号电池盒及电池（参考图）

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一个6V直流电机（参考图）

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一把公对公跳线（参考图）

这个机器人通过一套编程的指令来定位它在一张纸上的相对位置，Adafruit Pro Trinket通过编程控制机器人向后和向前、向各个方向旋转、提起和放下笔等等。因此，您可以通过编码控制机器人在纸上写一行字、画一朵儿雪花等等。

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电路板示意图（此图仅供参考）

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绘图机器人线路图（图片来自Instructables，仅供参考）

虽然目前这个机器人使用的是微型的Adafruit Trinket，不过Makersbox建议，如果您设计的是更大的底盘的话，可以使用常规的Arduino(甚至是树莓派)，这将为您提供进一步的创造空间。

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树莓派（参考图）

下面我们就一起来看看，这款自动写字机器人是怎么制作出来的：

第一步：组件准备

绘图机器人涉及到很多不同的运动控制单元，以下是您需要的组件清单：
电子组件：
AdafruitProTrinket3V（也可以使用Arduino）
2个Geared5V步进电机
ULN2803达林顿驱动器
面包板
16个母口对母口跳线
微型伺服电机
母口引脚头
2个2xAA电池盒
USB线
4颗AA电池

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制作绘图机器人所需要的电子组件和结构件

结构件：
2个7/8"IDx3/16'O型圈
5/8"脚轮轴承
10颗M3x8毫米盘头螺钉
4颗M3×6平头螺丝
12颗M3螺母

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绘图机器人所需的组件

3D打印组件：

滚珠轴承脚轮
机箱
2个车轮
2个步进电机支架
伺服电机支架
套圈

第二步：配置开发环境并写入固件

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配置开发环境：驱动安装和相关配置方法具体参考：https://www.adafruit.com/
将固件TIRL_Trinket_TEST.ino写入到Trinket板中，另外值得一提的是，该固件和Arduino也是兼容的。

第三步：硬件拼装
虽然理论上只要各个部件按照适当顺序连接起来就能用，但是，如果要保证绘图机器人写出来的东西跟计划的一模一样，还需要控制好各个组件的安装位置。

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安装电池壳

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拼装轮子

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安装步进电机

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安装脚轮

接下来就开始安装电子控制部件了，这里有很多接线，注意不要弄错顺序和位置！

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安装电子控制部件

首先将微控制器、开关等组件安装到面包板上，按照图示进行连接，连接好之后，装上电池并打开开关，可以看到板上的LED灯开始发光。

下一步安装接线头并连接电机。

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安装接线头并连接电机

装上画笔，笔的位置调整可以通过手动完成，也可以在软件上进行调整。

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装上画笔，完成安装

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第四步：安装完成

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树莓派版本的绘图小车

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Arduino版本的绘图小车

安装好了以后就可以测试了。利用其它开发平台也能打造出类似的绘图小车，该创客就基于不同的平台打造了不同的版本，如上图所示。如果您对于上述制作感兴趣的话，不妨自己动手DIY一个吧。

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