2kg格斗机器人制作总结

赫兹动力参加了3月份DFROBOT组织的首届MECHBATTLE 2KG级别格斗机器人大赛,并取得了首胜。目前赫兹动力战队又报名参加了7月FMB组织的15KG比赛和8月的1.36KG比赛,期待我们取得更好的成绩吧。

下面的文章首先发表与DF论坛。

http://mc.dfrobot.com.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=36059&extra=page%3D1

红色小拳头&铲头一号这两个机器人可能是参赛队伍中结构最简单的。说实话组装其实只花了两个晚上。
不过前面学习、改设计和选材料、买材料花了不少时间。

先说说我为什么参与到这个迷你机器人格斗赛吧。去年很偶然的机会我得到了两张嘉兴FMB机器人格斗赛的免费票,因为嘉兴离杭州不远,所以我就带者儿子去嘉兴九龙山看比赛去了。看了以后,我们感觉特别有意思,尤其是得了15KG亚军的小菜鸟那个绿帽机器-薛定谔的蛙,设计让人耳目一新。

回来我就喜欢上了机器人格斗,加了格斗机器人大联盟的QQ群,在里面学习,看各位大佬的选材什么,也下载了RIOBOTS的电子书,托人买回了几本格斗机器人的原版图书(都是旧书了),基本了解了格斗机器人的类型和制作流程。

书上介绍的都是中大型机器人,我起初也打算做个15KG左右的,因为没有机械设计方面的经验,打算先学习下三维建模软件。后面又碰到书上介绍的器材基本都是国外的,还是旧款的,国内不容易买到,所以就耽误下来了。

后来在QQ群里看到DFROBOT的王大师组织了2KG的比赛,我想这是个锻炼的好机会,就打算报名。因为我希望报名前先做好小样机,结果耽误了几天,错过了前三十的送物资活动,后来想想挺可惜的。

我的样机是一个在THINGIVERSE上开源的横转Shrapnel, ANTWEIGHT级别的,国内应该很多人做过。Shrapnel做起来难度不大,除了原装的轮子没有找到,需要换一个厚一点的,其他零件都可以很方便的在某宝买到兼容件。3D打印好机壳后,我组装了第一个和原设计一样大小的格斗机器人,如下图。

大家可以发现,因为我留的线比较长,买来的零件可能也比原来设计的大,所以原来的壳子里塞不进所有的部件,所以我将零件绑到了壳子外面做测试,测试的武器是我用PLA3D打印的,机器测试很成功,武器可以打飞很小的PLA模型。
为了进一步改进这个模型,我用TINKERCAD对原来的STL进行了部分修改,加长了模型的长度,使得元器件可以直接安装在机壳内部,也加长了武器的长度,并做了一定的厚度调整,还在底板上加了用于固定无刷电机的轴承的安装位置。见下图。


我又组装了一台加长版的Shrapnel,这次测试出了点小问题,PLA武器碰到墙被打断了,当时我没有带防护眼镜,被吓了一跳。
感觉转转类武器的确危险,不适合我在家庭环境中制作,后面就暂停了这方面的升级工作。

随着比赛的日子越来越接近,造机又变的紧迫起来,既然转转太危险,那做什么好呢?我首先想到的是举升型,这个比较不暴力,加工操作危险不大。所以当时我的计划是做两台机器,一台举升作为主机,原来那台Shrapnel作为子机。

那么举升的动力来自哪里呢,我首先想到的是以前玩过的双足机器人,上面的RDS3115号称有几十公斤举力,我想举个两公斤问题不大吧。实验结果很残酷,舵机连着一个金属翻版举起了一个小木块,但是在举一个更大的木块时候,冒烟烧掉了!

这可怎么办,那只有改方案了,那做个带打击武器的铲车吧。这个灵感来自阿土大神,他说可以用9G舵机连牙签做象征型武器(他也在正式比赛中这么做了!)。
我找了一个敲穴位的红色小拳头敲敲棒,用电线固定在一块多孔塑料板上,塑料板固定在舵机的圆盘上。测试实验一次成功,舵机可以顺利的挥动小拳头。不过这算不上什么攻击,只能算是友好的招呼罢了。

接着几天我一直在设计用PC板做铲车的机身,还有用3D打印做边框什么。但是那几天好几个战队展示了他们的机器,都是全金属的,武器非常暴力,还有一只战队号称要放火。我想我这要用塑料那不被马上拆了,得换金属。

那用什么金属材料呢,当时只有不到2周时间了,设计图纸外协CNC肯定是来不及了,那就用个饼干箱吧。我还真找到了一个。就在打算拿饼干箱开工前,碰巧路过一个工地,捡到了两块边角料,槽钢!见下图。

我一看,哇塞,这不就可以做我的机身嘛!又重又厚,你们这些厉害的机器人倒是啃啃看啊。(很多专业选手经常拿他们的机器人练习打槽钢,叫日槽钢,我看了下他们发出的图片和视频,也就能挖个坑,击穿几乎没见到)

对槽钢的加工主要是钻孔,用于固定电机,在槽钢前部挖个槽,用于小拳头杆子的摆动。见下图。

上图的槽的底部再用角磨机打磨平。

RDS3115舵机外面我弯了一个薄铝板包裹起来,然后用4个螺丝固定在槽钢底盘上。电机用螺丝固定在底盘上,电调和电池直接用双面胶贴在槽钢上。接线我更加简单,没有焊接!

用的下图这种快速接头,一卡就行。唯一的缺点是费点重量,不过拆装实在方便。

遥控用的是富斯 FS-i6S,10通道还带触摸屏,摇杆双回中,非常适合坦克控操作。
电机是王大师推荐的得科的12V600转电机,轮胎用的是直径100毫米的玩具遥控车轮胎。电调用的是群里很多人推荐的320A有刷电调,如下图。

电池是格氏2S的,1300mAh,25C 锂电池。

两个轮子接2,3通道,用双摇杆遥控,5通道接舵机。

在红色小拳头的制作过程中,我发现一个有趣的现象,因为整个机器人的重心比较靠后,当在走动的时候,即使不主动用舵机转动,小拳头也会跟随车身运动上下摆动,尤其是在满油门倒车一段距离后,猛一向前,车子就会翻身。
这给了我灵感,不如直接做一个固定铲。可以在运动中上下拍击作为武器。
铲头一号的零件类似于红色小拳头,但取消了舵机,换成了一个固定的工兵铲。工兵铲的杆子用了一根滑轨(从库存里找来的,以前用来移动弹木琴的敲击头用的),这个滑轨相当的硬(但是也会断,在最后的比赛中被打断了)。选用的这根滑轨,另外一个好处是上面有很多安装孔,可以将它固定在槽钢上,还能用来固定工兵铲的铲面。
铲头一号,它独特的行走中上下拍击攻击方式虽然威力不大,但是非常有趣,在以前的格斗机器人比赛中似乎没有见到过,大家说铲头一号是一种overhead thwackbots,我查了下书,的确有点像。但是我这个没有书上做的那么宽,武器也不够牢固,电机扭力也不够大,所以不能完全发挥出overhead thwackbots的威力。
为了加强铲子的攻击力,我还在上面安装了几颗钛合金螺丝,因为发现有许多参赛机器人上护甲并非完全封闭,有一些孔洞,下面有电机、电调或者电池,如果攻击运气好,将螺丝打入这些目标,会造成机器人严重受伤。(实际在比赛中,螺丝有一次的确打入了对手的电机壳的空隙,造成堵转冒烟。)
铲头一号没有特意控制重量,最后体重1850g左右。

以上就是我为了参加这次比赛,从做普通的横转,到举升,到overhead thwackbots的全过程。
造机其实不难,只要你想做,不会3D设计,不会程序编程都没有关系,只要认真做起来,你总能做出一个来的。即使和你开始想做的类型很不一样,比起他人的威力可能也不够猛,但本身造机过程就是很快乐的。

杭州的格斗机器人爱好者朋友们,希望有机会和你们在本地进行交流比赛啊!

作品3-一种便捷组合的电话号码提示装置

(已获得中国专利)
当人们临时离开车辆或者房屋,或者在展会上,需要展示自己的联系电话时,常见的解决方式是将自己的电话号码写在纸上 并张贴起来,但是前提是有合适的纸笔,而且都是一次性使用,存在浪费纸张,不节能环保的缺陷;目前也有采用数字贴片的方式预留电话号码,但数字贴片易丢失,另外,当变更时需要更换数字贴片,使用不便。 另外有一种多功能滚轮式临时停车留号牌,结构复杂,有轴部件,圆形滚轮不容易定位,另结构关联性大,号码位数不容易扩展。

为了解决现有技术存在的上述技术问题,本发明提供了一种便捷组合的电话号码提示装置,包括遮板、十面体滚轮和遮板滚轮连接件,所述十面体滚轮的个数根据电话号码的位数任意设置,相邻的十面体滚轮串接在一起,最左侧的十面体滚轮串接在遮板滚轮连接件,遮板上设有显示窗口和连接口,遮板滚轮连接件的连接部插入连接口连接。

进一步的,所述十面体滚轮,每一面一个数字,设有凸起和凹槽,相邻的十面体滚轮通过凸起和凹槽串接在一起。

本发明设计的便捷组合的电话号码提示装置,结构简单,使用方便,可以任意显示不同位数的电话号码,且随时可调整。

 

作品2- 智能感统平衡板

这是一款为特殊儿童开发的智能感统训练平衡板,它可以与相关的游戏无线连接。在快乐游戏的过程中提升平衡能力、注意力等各项能力,达成感统训练目的。智能感统平衡板所采取儿童喜闻乐见的的游戏和形象,并考虑到所需要学习和认知的知识点。例如:当小朋友站在上面向左倾斜时,小猴子就向左偏移,反之则向右偏移,从而实现通过控制平衡板去控制猴子吃水果,吃到猴子最喜欢的香蕉和桃子会获得最多的分数,然而像苹果和樱桃以及其他水果则增加较少的分数,在游戏的潜移默化中,儿童会得知猴子最喜欢吃的水果会是香蕉和桃子。以此类似的游戏中蕴含着许多自然科学知识,让儿童在游戏中学习和完成平衡感的训练。

产品有两个部分:A模块为姿态传感板(内含陀螺仪)安装在训练器材上通过蓝牙与模块B数据转发板相联系,B模块为数据转发板通过USB端口和PC端相联系。

作品1-盆栽浇水提醒机器人

这个机器人使用了红外人体运动传感器,土壤湿度传感器,播音控制模块,1602液晶屏。

当红外传感器探测到有人活动时,就测试土壤湿度,如果湿度达不到设定条件,会提醒附近路过的人帮忙浇水。如果周围无人运动或者湿度值符合要求,则会显示当前的土壤湿度(范围0-1024,值越大越干)。

如果将USB线接到计算机上,串口可以输出各个传感器的相关状态信息,可用好好搭搭下载插件配套的串口小助手监视。

到哪里找我们的作品?

我们的SCRATCH作品主要在好好搭搭上展示,请访问以下地址获取我们的最新作品。
http://www.haohaodada.com/user_show.php?id=56984#

下面的链接是队员杨荣翔2015年参加全国魔抓创意编程比赛的3个小作品
http://mozhua.aerfaying.com/User?id=28969

我们的3D作品主要在thingiverse展示,请访问以下地址获取我们的最新作品。

http://www.thingiverse.com/Cavemanhz/designs