在天天裏怎麽自己創造壹個機器人

時至當下，機器人早已在不知不覺中走進了千家萬戶，大到可以照顧老人的陪護機器人，小到機器人吸塵器，甚至電影《超能陸戰隊》中憨態可掬、呆萌至極的“大白”那樣的健康機器人顧問也是存在的。

在享受機器人技術帶來的福利同時，恐怕不少人同時也有著壹個自兒時起就有的夢想——制作壹個屬於自己的小機器人。

其實，以如今科技的發展，這樣的想法是不難實現的。直接購買可組裝的機器人是壹種簡單便利的捷徑，但是這樣機器人往往限制就比較多，而且需要另外的程序設定。

若要隨心所欲地制作機器人，3D打印的開源項目是另壹種不錯的嘗試，不過其對於動手能力和編程水準就有著更高的要求。壹般人可以遵從著指導說明來完成壹個機器人的制作，但如果要在此基礎上繼續發揮就有難度了。那麽有沒壹種更加簡便的機器人制作方法呢？答案是有的，這就是另壹種簡潔的機器人制作手段——BEAM機器人。

BEAM機器人壹般譯作仿生機器人，開頭的英文字母並不是“光柱”的意思，而是由4個英文單詞Biology、Electronics、Aesthetics、Mechanics的首字母組合而成，翻成中文分別是“仿生”“電子”“美學”和“機械”，BEAM機器人就是結合了這些技術的要點而制作出來的機器人。

早在1988年，Mark Tilden就提出了BEAM機器人的概念，並制作出了第1臺基於此概念的機器人。其初衷是為了仿照生物的壹些生理結構或是動作行為來簡化控制過程，並以此作為設計思路來制作出了壹種包含控制元件的電路，這種電路被稱為神經元。這種控制方法可以模擬生物的應激過程，神經元使用的是電路開關，從而避免了制作相應的程序。

隨著技術的發展，普通人也越來越容易制作機器人了。隨著這種思路逐漸被大眾所接受，BEAM機器人也就逐漸形成了壹種公認的規範，目前大家所公認的基本要求有以下3點：

1.盡可能使用最少的電子元件；

2.采用回收材料以及廢料來制作；

3.使用輻射能作為動力來源（大多數情況下就是太陽能）。

由此可見，BEAM機器人非常適合那些有想法有創意卻苦於自己沒有編程方面特長的人群，基本上只要懂焊接，並具備基本的動手能力，都可以在這種理念下做出屬於自己的BEAM機器人。

神經元電路入門——太陽能引擎

雖然BEAM機器人的原理簡單，而且少了編程這壹環節，但是電路上的工夫還是要下的。而且也因為少了編程，控制方面就必須由電路開關來接替。雖然所用電子元件不多，但是電路上的基本知識和壹些技巧還是必須要有的。BEAM機器人的神經元電路有著很多巧妙的設計，需要大家在不斷學習和摸索中逐漸領會，這裏就以BEAM機器人的壹個入門級經典電路——太陽能引擎作為例子，讓大家先熟悉電路的制作。

太陽能引擎是多數BEAM機器人的心臟設備，它為機器人提供動力。傳統太陽能引擎的電力輸出往往不盡如人意，於是BEAM機器人的愛好者Ben Hitchcock在此基礎上改進出了壹個效率更高的引擎。這個太陽能引擎可以給出壹個電脈沖到電機上，從而驅動電機運動，也可以將電機改成其他設備來達到不同的需求。作為最基本的神經元電路單位，可以在此基礎上做出各種機器人作品。

由於不同類型的機器人受其體積和功能的影響，這裏的電子元件不需要都焊在電路板上，可以根據實際情況巧妙布局和連線，這就要考驗大家的想象力以及動手能力了。

BEAM機器人實例——太陽能蟋蟀機器人的制作

學會了制作太陽能引擎，就可以在此基礎上制作壹些機器人了。

這裏將介紹壹個相對簡單的作品——太陽能蟋蟀機器人的制作方法。太陽能蟋蟀機器人及其衍生的作品是網絡上最多的BEAM機器人種類，不僅小巧有趣也相對容易制作，簡單的結構以及壹定的擴展空間是其吸引愛好者們的關鍵。

制作這個太陽能蟋蟀機器人需要如下材料，可自行采購：

NPN型小功率三極管×2、PNP型小功率三極管×2、單閃LED（配黑色熱縮管）×2、10kΩ多圈電位器×1、微型電機（4V以下大小適當就好，但功率不要太小）×2只、3.3kΩ/0.25W電阻×2、33kΩ/0.25W電阻×2、1μF/50V電解電容×2、3300μF/10V電解電容×1、太陽能電池（不低於4V）×1。另外還需要結構基座的制作材料和若幹長度的雙色單芯導線壹段。

準備這些材料後，就可以開始制作蟋蟀機器人了。

首先是制作結構基座，用來連接電力部分和驅動部分。這裏使用廢電源插座裏拆出的壹塊銅片，改裝成壹個基座，中間部分是用來連接3300μF儲能電容，兩邊的卡箍是用來固定電機的。結構件可用的材料隨意性比較大，可以使用任何手邊能找到的可用材料，只要能滿足需求即可。

基座完成後，把3300μF儲能電容的負極焊在基座中間的部分，註意負極引腳留出壹段不要剪掉，用來連接控制用的電子部分。在兩邊卡箍裏套進兩只微型電機，電機軸向下。儲能電容的頂部著地，與兩只電機軸形成三點支撐。通過改變兩只電機之間的夾角，可以微調機器人跑動的速度。而調整電容與電機夾角度，可以調節機器人的重心。這樣機器人的基礎結構部分就做好了。

太陽能蟋蟀的驅動控制是由4只三極管構成，用以提供穩定的脈沖電流，它們組成了機器人的“心臟”。制作這類小機器人的技巧就是首先完成核心部分的制作，其他元件將圍繞著這個核心環環相扣地進行搭建，這樣整體結構就顯得緊湊。把4只三極管管腳朝上兩兩並列，上方是兩只PNP型三極管，NPN型三極管在下面。這裏使用的三極管是2N3906和2N3904，如果用其他型號的管子替換，需要仔細核對管腳順序是否與圖中壹致。

接下來先焊接下方的兩只NPN型三極管。把兩只管子的發射極向外展開，左側管子的發射極向斜下方彎折，與右側管子的發射極焊接在壹起。用鑷子把相應三極管的引腳彎折到指定位置。註意在彎折引腳時，距離根部留出1-2mm距離，防止引腳折斷。然後繼續焊接上方的兩只PNP型三極管。把兩只管子中間的基極向外展開，右側管子的發射極向斜上方彎折，與左側管子的發射極焊在壹起。最後把4只管子焊接在壹起，分別連接好左右兩側管子的集電極和基極。

完成“心臟”部分的制作後就要開始向外面焊接其他元件。把兩只1μF電容的正極彎成如圖所示的形狀，分別與上方PNP管子向外展開的基極焊接在壹起。然後把兩只3.3kΩ電阻壹端打個彎，套在1μF電容的正極上，另壹端折成90°直角，向外展開。在兩側1μF電容的負極，各焊接上壹只33kΩ電阻。電阻的另壹端與3.3kΩ電阻的直角和NPN型管子向外展開的集電極焊接在壹起。