创客3D打印自主行驶机器人

近日，在机器人爱好者网站letsmakerobots.com上，一位名叫theophil的创客展示了他正在制作的一辆3D打印的自主行驶机器人。theophil并不是从头开始制作的，他是在广受欢迎的Dagu Rover 5上进行的改装，使其变成了一个自主机器人，并为它装上了神气的越野车轮。虽然目前项目还没最终完成，但是这个自主机器人已经可以借助一系列简单传感器的导航周游整个房间。

据theophil在他的博客上解释道，他自去年11月份以来一直在搞这个项目。“我本来就想制作一辆简单的遥控汽车来着。”他写道。“但毕竟，它就应该是个机器人。Dagu Electronics公司出品的多功能机器人平台Rover 5非常适合这个任务，它可适应所有的地形。”

你只需用机器人控制器或电机控制器来驱动两个内置的DC马达就可以让它跑起来。据天工社了解，整个装置由6节AA电池供电。不过要使其自主行驶，你还需要一块Arduino Mega、一块Readbearlab BLE扩展版传送传感器数据，三个SR04声纳传感器和一个Pololu MinIMU 9罗盘、陀螺仪和磁强计等。

所有这这些元件都将安装在由一台PrintrBot Simple metal 3D打印机打印出来的一系列组件上。“正如很多人之前已经注意到的那样，Pololu越野车轮的轴适配器都非常长，Dagu Rover 5的底盘一开始并不是很稳定。”theophil写道，所以他还设计了一些新的适配器。“这个过程花了一点时间进行试验来试错，但最终的结果还是让我满意的。我也很喜欢为陀螺仪专门设计的支架，它使陀螺仪与马达和磁强计产生的磁场保持一定的距离。”

说实话，这种自主机器人的软件部分对于门外汉而言可是有点复杂，幸好theophil是一位计算机科学家，他能够通过试错的办法为任何东西编程，尽管并不是毫无障碍。“我使用ArduinoPID库来控制所有四台电机，这样车轮能够按照所需的速度转动。但是我的Rover上的四台电机性能表现非常不同。为了实现以相同的速度驱动，最弱的电机需要的PWM信号要比最强电机高20％。当转弯或一些轮子必须向后转时这种差别甚至更大。”他感叹道。

特别困难的是让传感器和罗盘实现他们应该具备的功能。但由于theophil买的都是便宜货，所以他很快发现这些东西都有缺陷。“机器人发送的航向，车轮编码器记录的距离、还有声纳测量结果都通过蓝牙传递到我的Mac电脑上。”他解释说。“我的中央命令软件不仅是遥控器，而且也应该成为机器人的大脑。目前，它能够为机器人绘制路径，并基于声纳测量数据建立机器人周围环境的地图。”

但就目前而言，结果还不那么精确。“你只能建立相当粗糙的大概的地图，”他说。正如你在下图中看到的那样，机器人迄今能对于在theophil客厅里的障碍做出一些粗略的测量。

尽管还有许多改进要做，不过应当看到，theophil的这个自主行驶机器人已经基本成形了。如果您也想自己试试这个项目，可以点击此处下载所有的可3D打印设计文件和代码。theophil计划未来为其装上树莓派2（Raspberry Pi 2），使机器人真正实现自主行动，所以请留意theophil未来的开发进展。

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