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[项目分享] 乐高积木遇见麦克纳姆轮——动手搭建一辆麦克纳姆轮小车

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本帖最后由 章 于 2019-8-26 16:06 编辑


【视频演示】


【制作背景】
       6 月 12 日,大疆发布首款教育机器人「机甲大师 RoboMaster S1」,它配备了4个麦克纳姆轮,从而使它支持任意方向原地转向,左右横向滑动等,移动它就变得非常的灵活,但由于它高达3千多的价格,让许多人望而却步,能不能自己做一台麦克纳姆轮小车呢?正好手头有许多乐高积木,还有兼容乐高积木的电机等,就缺少麦克纳姆轮,于是上网淘了4个麦克纳姆轮,动手搭建了一辆小车。
【硬件清单】
       micro:bit                                  2
       micro:bit 电机驱动扩展板         1
       micro:bitgamepad 遥控手柄    1
       电机                                          4
       麦克纳姆轮                               4
       电池及电池盒                            2
       乐高积木                                  若干
       杜邦线                                     若干

【制作步骤】
       1、用黑色摩擦销把8个O型框架连接起来,做小车的底盘。


      2、用蓝色3单位的摩擦销把4个兼容乐高的电机分别固定在底座的两边。


       3、再用4个带轴销和原来的摩擦销把4根双拐角梁固定在底座的两头,这部分的作用主要是为了保护麦克纳姆轮,避免麦克纳姆轮与其它物体相撞击而损坏。


       4、用蓝色3单位的摩擦销把6个15孔梁分别固定在底盘两侧上。


       5、用2单位的摩擦销把一根9孔梁固定在底盘中间,这里固定时要把4个电机的线压在中间,避免由于电机电线没理好而影响小车的行驶。


       6、利用扎带、摩擦销、孔梁等把micro:bit 电机驱动扩展板固定好,方便后面安装到车架上。




       7、用8个黑色摩擦销和4个红色带轴套的销把4个O型框架连接起来,做micro:bit 电机驱动扩展板的底盘。


       8、用4个黑色摩擦销把前面拼好的micro:bit电机驱动扩展板部分安装到上面的底板上。


       9、利用8根公对公的杜邦线把四个电机分别与micro:bit 电机驱动扩展板上的电机接口相连接,把一节18650电池安装到电池盒里,并把电池盒的两根线分别接到扩展板相对应的电源输入口上。接着把4个5孔4销连接器插在小车底盘上,它的作用是阻挡电池盒及理好的长出来的线。最后把电机驱动扩展板及底板安装在车架上,并插上micro:bit控制板。
       注意4个电机与扩展板连接的顺序,我们以白色双拐角梁为车头方向,前左电机接在M1电机接口上,前右、后左、后右电机分别接在M2、M3、M4电机接口上,我们可以先写一个让4个电机都正转的程序传到micro:bit板上测试一下,看看4个电机是不是都是往前转动的,如果哪个电机不是,就把这个电机的两根线位置对换一下。





       10、最后把4个麦克纳姆轮安装上,安装的时候注意4个轮子的安装方向,正确安装方法如下图,如果方向或顺序弄错了,就会导致小车会不按要求行驶。


       11、遥控手柄我们只要插上micro:bit控制板并安装上电池盒就可以了,这样一辆带遥控手柄的麦克纳姆轮小车就完成了。


【程序编写】
       功能要求:用micro:bit gamepad遥控手柄来控制麦克纳姆轮小车的行驶。按遥控手柄上的UP按键,麦克纳姆轮小车就前进,按DOWN按键就后退,按LEFT按键就向左平移,按RIGHT按键就向右平移,按X按键就向左前方平移,按Y按键就向右前方平移,按A按键就向左转,按B按键就向右转,松开所有按键,麦克纳姆轮小车就会停止,并且在控制的过程中,小车上micro:bit的LED点阵和遥控器上micro:bit的LED点阵同时显示相应的指示图案。由于遥控器上的控制按键有限,我只设置了以上功能,当然,我们还可以让麦克纳姆轮小车按其它不同的方式运动,比如往左后方平移,绕左前轮旋转等。
       麦克纳姆轮与普通轮子的区别在于麦克纳姆轮旋转时,由于存在斜向的从动轮,会同时产生一个斜向的力,当我们控制轮子旋转的速度与方向时,将斜向的力增强或抵消,从而实现小车的全向移动。可以完成横移、斜方向移动等普通小车无法完成的高难度动作,轮子的转动方向与小车的运动方向关系如下图:

       编程软件采用Mind+,具体程序如下:

       遥控手柄程序:

       小车程序:


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沙发

rzegkly  版主

发表于 2019-8-15 16:17:04

精品,很赞,电路图连线是用PPT制作?
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板凳

 高级技师
 楼主|

发表于 2019-8-15 22:15:38

rzegkly 发表于 2019-8-15 16:17
精品,很赞,电路图连线是用PPT制作?

谢谢版主夸奖,电路图是用PPT制作的。
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地板

Tarzen  见习技师 来自手机

发表于 2019-8-16 02:19:12

章 发表于 2019-8-15 11:51
【视频演示】



章老师,感谢你的分享,看完让我产生了了利用小MU做一辆低配版s1的冲动,明天就购买材料
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5#

DFHy4hWhYyr  初级技师

发表于 2019-8-16 08:27:09

章老师,感谢你的分享,看完让我产生了了利用小MU做一辆低配版s1的冲动,明天就购买材料
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6#

 高级技师
 楼主|

发表于 2019-8-16 10:23:06

Tarzen 发表于 2019-8-16 02:19
章老师,感谢你的分享,看完让我产生了了利用小MU做一辆低配版s1的冲动,明天就购买材料 ...

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7#

 高级技师
 楼主|

发表于 2019-8-16 10:25:34

DFHy4hWhYyr 发表于 2019-8-16 08:27
章老师,感谢你的分享,看完让我产生了了利用小MU做一辆低配版s1的冲动,明天就购买材料 ...

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8#

rzyzzxw  版主

发表于 2019-8-18 14:01:35

Tarzen 发表于 2019-8-16 02:19
章老师,感谢你的分享,看完让我产生了了利用小MU做一辆低配版s1的冲动,明天就购买材料 ...

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9#

rzyzzxw  版主

发表于 2019-8-18 14:03:12

精品,章
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10#

digi_cow  中级技匠

发表于 2019-8-20 10:40:06

这才是魔鬼的步伐
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11#

安卓机器人  初级技神

发表于 2019-8-23 00:19:04

分享大爱,是大疆的十分之一价格
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12#

gada888  版主

发表于 2019-8-25 09:08:09

小车很溜
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13#

Icarus  见习技师

发表于 2019-8-25 18:28:07

挺好玩的
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14#

千南  见习技师

发表于 2019-8-26 14:41:47

谢谢指导,学习了
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15#

千南  见习技师

发表于 2019-8-26 14:41:57

谢谢指导,学习了
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16#

千南  见习技师

发表于 2019-8-26 14:42:06

谢谢指导,学习了
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17#

千南  见习技师

发表于 2019-8-26 14:42:11

谢谢指导,学习了
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18#

千南  见习技师

发表于 2019-8-26 14:42:14

谢谢指导,学习了
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19#

千南  见习技师

发表于 2019-8-26 14:42:17

谢谢指导,学习了
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20#

千南  见习技师

发表于 2019-8-26 14:42:20

谢谢指导,学习了
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21#

千南  见习技师

发表于 2019-8-26 14:42:24

谢谢指导,学习了
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