遙控格斗機器人

彭楷文

機器人不僅能夠服務于人們的生活，同時也激發(fā)了我們中學生對于科技創(chuàng)新極大的興趣，近期愛奇藝播出的《機器人爭霸》和優(yōu)酷的《這就是鐵甲》展示的格斗機器人，引起了科技愛好者的廣泛關注，也給我們的生活帶來很多樂趣。本文主要介紹了我參與制作的一款輕量級遙控格斗機器人。

一款格斗機器入主要有電源模塊、主控制器模塊、電機驅動模塊、直流減速電機、格斗武器、遙控手柄等模塊組成。電源模塊采用12V、2200mAh的鋰電池，為整個格斗機器人系統(tǒng)供電;主控制器模塊就像人的大腦一樣，采用ArduinoMegaPi控制板，為整個系統(tǒng)提供決策信息;電機驅動模塊采用L298N模塊，用來驅動電機轉動，也就是控制板的引腳生成PWM波，從而控制電機驅動模塊來控制電機轉速、轉向;電機用的是12V、200r/min的直流減速電機，我們用的是四驅來驅動機器人，采用的是差速轉向;格斗武器主要是位于機器人上方的風扇，其功率為85W，依靠風扇的旋轉攻擊敵方，因為制作的武器風扇比較重，嘗試采用的驅動器無法驅動，所以我們用電源直接供電，中間加了一個繼電器控制開關。因為繼電器12V才能閉合，而控制板的引腳最高只能輸出5V電壓。為了控制武器轉動開關，所以我們想了個辦法，用控制板連接電機驅動模塊，用它來控制繼電器開關;遙控手柄通過2.4G無線通信與控制板通信來遙控小車運行與進行攻擊。

組成材料有哪些

主控制板采用的是Arduino MegaPi控制板，MegaPi是一款基于ATmega2560芯片的主控板，采用的是Arduino IDE編程，編程語言是C程序。控制程序主要是生成PWM波控制L298N驅動模塊驅動電機，遙控操作的程序都是Ardunio IDE封裝好的，直接調用即可。PWM波的生成利用的是ATmega2560芯片的定時器，通過改變占空比來進行電機的調速和正反轉的控制。遙控手柄與控制板的通信利用的2.4G無線通信，通信波特率設置為115 200bps。電機的控制程序利用是差速轉向原理，比如說左轉時，左側輪子后退，右側輪子前進，從而使得機器人左轉。對于繼電器的開關，還是通過L298N驅動器來驅動，所以在程序中，為了生成讓繼電器閉合的12V的電壓，控制板生成的PWM波的占空比為100%，從而達到控制繼電器開關的目的。

對于機器人的控制，主要是對于一些電機的控制，電機就像是我們人的手腳一樣，屬于控制系統(tǒng)的執(zhí)行器。在這里，我們用的是直流電機驅動器是L298N，L298N是ST公司生產的一種高電壓、大電流電機驅動芯片，主要特點是：工作電壓高，最高工作電壓可達46V;輸出電流大，瞬間峰值電流可達3A，持續(xù)工作電流為2A;額定功率25W。內含兩個H橋的高電壓大電流全橋式驅動器，可以用來驅動直流電動機和步進電動機、繼電器線圈等感性負載;采用標準邏輯電平信號控制;具有兩個使能控制端，在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作有一個邏輯電源輸入端，使內部邏輯電路部分在低電壓下工作。

L298N模塊有兩個輸出A、B端，可以分別驅動兩臺直流電機，邏輯輸入連接主控制板控制轉速和轉向，用一個短路帽置于板載5V使能后，就不用外接5V供電了，利用短路帽使得通道A、B使能后，輸出A、B端才能正常輸出。整個格斗機器人系統(tǒng)，我們用了三個L298N驅動模塊，其中兩個用來驅動四個直流電機，另一塊用來驅動繼電器，控制其閉合與斷開。

如何選用武器

格斗機器人最主要的當然是進攻武器啦，現(xiàn)在主流的輕量級的格斗機器人進攻方式包括鏟翻對方、錘擊對方等等，我們選擇的是依靠風扇的高速旋轉產生很大的旋轉力量來攻擊對方，因為武器的質量約lkg，普通的直流減速電機帶不動，所以我選擇了汽車用的冷氣風扇，其功率為85W，可以負載1kg的武器進行旋轉，其轉速高達1 000 r/min，對于敵方有很強的進攻性。

通過本次對于機器人的制作，讓我收獲了很多，對于機器人有了更加深刻的理解。在這個充滿機器的時代，相信在未來，機器人會使我們的生活更加智慧，給人類社會帶來更大的便利和新的科技革命。（責任編輯：曹偉 責任校對：司明婧）