牛人自学3D打印 开发奇妙的自平衡机器人

　　瑞士人PaoloNegrini使用3D打印技术开发制造出了一台使用树莓派控制的自我平行机器人。在下面的视频中我们可以看到，这个机器人只用两个轮子就能保持平衡，别人怎么推，它就是不倒。

　　据了解，为了制造这个不可思议的小玩意儿，Negrini花了整整10个月的时间。就这么一台小小的机器人，制造起来需要的知识可不少，电子电路、Arduino、树莓派、3D打印都需要了解。一路下来，Negrini学到了不少新东西，尤其是3D打印和CAD建模。

　　“我喜欢做各种东西，以前当跟父母在意大利生活时我经常做木工，所以从某种意义上讲现在搞3D打印是以前的自然延伸。”Negrini解释说。

　　短短几天，他就学会了使用Openscad，与普通的主要靠鼠标操作的CAD软件不同，Openscad主要基于文本的指令，有点像一种编程语言。Negrini就靠它为自己的独眼机器人的各个零部件设计3D模型。

　　至于电子电路这块，Negrini采用了树莓派（RaspberryPi）作为控制及计算平台，为机器人提供无线通信和实时数据传输。然后，他使用一块ArduinoMega读取传感器收集到的信息，以及作为硬件接口。最后就是机器人的核心部件，一个花了30美元的10自由度惯性测量单元（IMU10DOF）。Negrini兴奋地说，这个东西在几年前要花数千美元，包括磁力计、陀螺仪，3轴加速度计和气压传感器。至于电机，他就用350rpm的Pololu30：1。

　　一旦电子系统到位，剩下的时间就是把各个部分组合在一起，这主要是3D打印的工作了。

　　“除了螺母、螺栓和马达支架，这台机器人全部是3D打印的。”Negrini解释说。“由于没有一个工作车间，我不可能做到所有的事情，因为有时候这个设计所需要的精度你只能使用大型和昂贵的设备才能得。也许最重要的是，我在制作中享受到了前所未有的自由度：你可以想像任何东西，然后几个小时后就可以把它变为现实。这期间我的一台洗衣机坏了，我发现用3D打印机打印出更换的部件要比出去买更快。”

　　正如你从图片上看到的那样，这台机器人的大部分零件都是Negrini自己设计并用Ultimaker3D打印机打印出来的。不过，对于一个自学成才的机器人设计师来说，整个项目中最困难的部分就是编程了。因为非常缺乏编程经验，他明智地选择依赖已有的程序模块和经过验证的代码，而不是试图从头编写代码。

　　“看到这种数学、软件和硬件与外部世界的互动真的很迷人，代码中微小的变化就会对机器人感知环境能力和行动能力产生很大的影响。”Negrini写道。

　　至于未来，Negrini的计划是继续对机器人进行小的改进，比如添加3D打印的传感器模块或相机平移机制。更长期的话，Negrini想3D打印一个能在球上保持平衡的Ballbot机器人。

　　来源：OFweek