Emo：基于树莓派 4B DIY 能笑会动的桌面机器人
2023-12-062.4万
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Emo是一款基于树莓派4B的桌面机器人，具备情感表达和互动功能。硬件部分包括树莓派4B、微雪2英寸IPS LCD显示屏、SG90型舵机等。通过3D打印和组装，结合Python编程，可以实现情感生成和多任务处理。该项目适合STEM教育和创客爱好者，提供详细的硬件清单、3D打印步骤和编程指南。
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Emo 是一款基于树莓派4做的个人伴侣机器人，集时尚与创新于一身。它不仅仅是一款机器人，更是一个活生生的存在，与其他机器人不同，它拥有独特的个性和情感。   硬件部分
我们使用 Autodesk Fusion 360 来设计 Emo 机器人，其中融合了实体和自由形式的建模技术。   为了简化打印过程，我们将机器人的主体分成几个部分，方便用螺钉组装。  我们精心考虑了电源的位置，将它置于底座上，并为电源线的自由移动预留了充足的空间。为了提高机器人运动的稳定性，我们还特意使车身与底座轻微接触。 另外，我们特意选择蓝白配色方案，因为蓝白组合能提升机器人的视觉吸引力。 3D 打印 我们选择 PLA 作为 3D 打印材料，并单独打印每个组件，但这需要花费较长时间。    为了提升底座的耐用性，我们将底座的填充密度设置为 40%，而其他部分则为 20% 。  现在我们已经打印完所有零件，下面请跟着我的步伐开始组装吧！ 注：3D 图纸及代码文末下载。 组装底座 首先，我们将 Micro USB 模块安装在底座上，这将作为机器人的供电接口。  我们将 SW-420 震动传感器放在靠近 USB 模块的位置上，它可以侦测到机器人周围产生的任何振动。  底座部分由以下三根导线组成：VCC、GND 和震动传感器的输出导线。 最后，我们使用 M3 x 10 mm 螺栓将盖子牢牢地固定在底座上。至此我们完成了底座部分的组装。  组装头部 为了让机器人头部具有触控能力，我们采用了一款紧凑型电容式触摸传感器，并将其完美地嵌入到指定区域中。  机器人头部的核心部分是一块微雪的 2 英寸 IPS 显示屏，它承担着传达机器人情感的重要任务。我们使用黑色支架和少量热熔胶将这块显示屏牢牢地固定住。  为了实现音频播放功能，我们机器人在头部左侧集成一枚 8 Ω 0.5 W 扬声器，并搭配 PAM8403 放大器，对树莓派中的声音进行放大。   接着，我们使用 M3 x 15 mm 螺钉将头部下半部分牢牢地固定在机器人的身体上。然后连接之前组装好的头部上半部分，最终完成整个头部的组装。  组装身体 在机身部分，我们安装了三个舵机：两个用于手部的 SG90 型舵机，以及一个用于身体旋转的 MG90 型舵机。为了方便地控制这些舵机，我们采用了 PCA9685-16 通道舵机驱动器。 为了确保稳定性，我们还使用 M2 号螺母和螺栓将 MG90 型舵机固定在机身前部。  我们把 PCA9685 模块放在同一区域，这样能有效地平衡重力。  现在我们开始组装机器人手部。只需把 SG90 型舵机安装到两端，并把它牢牢地固定在舵轴上，就完成了。   我们采用带有排母的原型板来连接树莓派，这种方法比使用导线连接更为高效。同时，通过焊接，我们能保证各个元件正确连接，从而最大程度地降低导线缠绕的可能。   为节约空间，我们使用手机充电器上的公头 USB Type-C 板为树莓派供电。音频传输方面，我们采用了 TRS 音频插孔。 最后，我们用螺栓把树莓派固定在机身背部，至此完成了电源部分的安装。   此外，我们在正面采用了 2 mm 厚透明亚克力板，这可以掩盖住外盖和 LCD 模块之间的缝隙。   电路部分 如下图接线：     编程 接着，我们开始编写生成情感的代码，其中舵机运动和动画是核心部分。为了实现这些复杂的功能，我们采用 Python 的 multiprocessing 包，这使机器人能够同时执行多个任务，从而提高运行效率。 我们已经为你编写好项目代码，你只需克隆到本地即可使用。 git clone https://github.com/CodersCafeTech/Emo.git 值得一提的是，我们使用 Adobe After Effects 软件制作动画，并将其导出为图像序列，这使得它更易于集成到整个系统中。 调试 完成编程后，为确保机器人正常运行，我们需要对所有组件进行测试。 首先安装所需依赖： pip install adafruit-blinka adafruit-circuitpython-servokit 进入代码文件夹（Code），并执行以下命令启动程序： python3 final.py 现在你的 Emo 机器人已经开始运行了！当你对他说一些话时，他会分析您的语气并在屏幕上显示相应的表情。  成果 见证奇迹的时刻到了！       ▼ 完整视频 原文链接：https://www.hackster.io/codersca ... panion-robot-dc8afe 项目作者：CodersCafe 译文首发于：趣无尽 转载请注明来源信息 |
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