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不会写代码,照样玩转KittenBot机器人 [复制链接]

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— 本帖被 香瑶 设置为精华,作者+3000M币+5专家(2017-09-14) —
不会写代码,照样玩转KittenBot机器人
前言
智能机器人作为当今社会的先进产物越来越多的受到关注,一些小众的高端玩家可以通过高深莫测的代码编写,模块的组合搭建,随心所欲操控机器人实现下达的一系列动作指令。对于这类的智能机器人深受广大玩家喜欢和热爱。然而,作为不会写编程,看不懂代码的你,是不是只能顿足捶胸,望而兴叹呀!为了解决这部分人群的迫切需求,小喵科技公司推出了Kittenbot基础机器人套件,专为STEM教育设计而生。可谓是解决了上述的棘手问题点。让不会写代码的你也可以轻松玩转智能机器人的世界。
不会写代码,照样玩转KittenBot机器人
KittenBot基础机器人是面向大众喜欢机器人创作的初学者使用,它结合了机械、电子、软件一体化的学习套件,在玩的过程中可以学到更多的编程知识,发挥出自己独有的思维想法,锻炼个人的动手能力,用最新的KittenBlock软件,实现最潮的编程体验。操控机器人变得不再陌生难懂,而是近在咫尺,志在必得。
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开箱部分
由小喵科技开发的kittenBot机器人套件黑色纸盒包装,正面印有该款产品的卡通形象代言人小喵跃然眼前,扑朔迷离的小眼神似乎期待着跟你近距离亲密沟通交流。底下的英文:Code it ,Wire it ,Create it。(代码,连接,创建)。则是表明了这款产品带给用户更多的是学习,动手,创作的乐趣。

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侧面印满了KittenBot这个品牌字母组合,Kitten除了单纯的小喵含义外,还延伸了它的另一面更深层次的意义:KittenBot将引领你走进智能机器人的未知世界。
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细节地方需要指出的是纸盒下方采用内外错层设计,用户在打开这个包装纸盒非常的顺手,不像其它产品的包装盒设计的太严实紧密,需要用指甲扣才可以打开,省去了一些不必要的麻烦。
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在随机包装盒内除了有用户使用手册外,还有一张印有这款产品的官方QQ沟通交流群,KittenBlock软件,KittenBot 手机APP,平台论坛链接地址等等信息非常的详细。
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用户指导使用手册画风十分形象生动,繁体中文和英文介绍。零件介绍,接口连线,装配步骤稍微看了一下比较简单易懂。
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内容物分为上下两层,厚实的黑色海绵块保护着里面的所有配件。上层零件有:铝镁合金底盘座,2个直流电机,6枚5号背靠背电池盒,2个橡胶轮,2个脚轮,2个步进电机以及用于固定的螺丝数枚。
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作为KittenBot智能机器人的金属构架件:铝镁合金底盘非常的结实,表面磨砂喷涂工艺,边缘圆滑不割手,测量厚度有2mm左右。密密麻麻的许多小洞用于固定各类电机,主控板,扩展板,接入各种传感器模块等等。
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直流电机为普通的有刷电机,内部采用多组齿轮设计,工作中可以达到高转速,高扭矩特点。
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直流5V步进电机使用真空袋独立包装。对一些要求比较精确位置,速度精准的场合下使用。型号:28BYU-48
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一组可拆分的橡胶轮,胎面粗大胎纹明显,内外轮通过微小的齿纹咬合。橡胶材质抓地力强,摩擦系数高不易打滑。作为一款可行走的机器人轮胎质量好坏很关键。老司机开车上路都比较注重这一点。
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KittenBot智能机器人的驱动电源使用的是6节5号背靠背电池盒,官方要求的KittenBot智能机器人供电需要在5V~12V之间。
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搭配这款KittenBot智能机器人的前后辅助轮的是下面这个金属脚轮。
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下层零件多数是一些配套的传感器单元,以及一些线材,工具。对于静电敏感的传感器元件还特别贴附黄色标签提醒说明。静电看不见摸不着但是却无处不在,在使用过程中尽量不要带电插拔这类敏感的器件。
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KittenBot产品内还附赠一把用于装配的螺丝刀工具,一小段白色束线管,20PIN杜邦线。一根用于固定电池盒的红色魔术扣,一根用于Kittenbot连接电脑通讯使用的Miro-usb数据线。
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拆开包装后的各类传感器单元如下所示:下面将一一详细介绍它们的功能。
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KittenBot WiFi模块:是基于ESP8266芯片开发的wifi 模块,经过小喵科技KittenBot团队深度定制,固件完全自主研发,搭载了图形化编程平台KittenBlock使用。另外,KittenBot WiFi可以实现OTA /无线下载功能,配合KittenBlock软件实现在线编程。连上手机APP可以无线遥控KittenBot旗下所有机器人。通过模块上的一个小开关可以实现不同的功能切换。比如在特殊模式下可以实现WiFi模块的固件升级以及跟手机App进行无线配对联网,在一般模式下可以正常的实现电脑端/手机端和Kittenbot进行无线通讯。
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蓝色CK-002按键模块:通过接入到主控板可自定义为你想要的功能按键作用。比如开启确认命令。
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红色CK-002按键模块:通过接入到主控板可自定义为你想要的功能按键作用。比如中断确认命令。
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黑色BUZZER模块:压电蜂鸣器发声器件,通过接入到主控板可自定义为你想要的功能,比如报警讯响提醒。
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8颗全彩RGB环状LED灯模块:通过接入到主控板可自定义为你想要的指示功能,比如用于照明灯,氛围灯。起到一定的色彩点缀烘托效果。
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Sensor Adapter模块:用于连接传感器和主控板的连接转换板。
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HC-SR04模块:超声波发生器,正面左右两个硕大的传感器。简单的理解就是它对前面的物体有一定的识别判断能力,就像是机器人的一双大大的眼睛。

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背面主要有单片机芯片STC11,四路运算放大器LM324,双向串口收发器MAX3232组成。
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模块的工作原理:主控板先向Trig控制端输入至少10us的触发信号,该模块内部将发出 8个40kHz 周期电平并检测回波。一旦检测到有回波信号则Echo接收端输出高电平回响信号。回响信号的脉冲宽度与所测的距离成正比。由此通过发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离。公式: 距离=高电平时间*声速(340M/S)/2。这个距离就是超声波离它眼前的物体的距离数值。
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下面是这个HC-SR04超声波传感器的基本电气参数。判断识别距离非常远,从2厘米到4米范围内均可以工作。需要特别指出其中的一项测量角度15°的范围值。在理想的状态下,超声波传感器对前端物体垂直反射面侦测最精准,一旦反射面倾斜角超过左右15°效果就比较差了些。
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超迷你SG90 9g伺服电机:由微型马达加上五组减速齿轮构造。内部使用了一颗KC8801芯片控制,用于DC to DC PWM输出控制微型马达运行。
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Kittenbot基础机器人套件内含一个机主控板RosBot Baseboard,黑色PCB线路板,功能接口众多,贴片零件排列整齐有序。
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RosBot主板集成了MEGA328P-AU芯片,高性能、低功耗AVR 8位微控制器,采用先进的RISC体系结构高耐力非易失性内存段以及强大的编译性能。USB转串口芯片CH340G, 在串口方式下,CH340G 提供常用的Modem联络信号,用于为计算机扩展异步串口,或者将普通的串口设备直接升级到USB 总线。
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2颗DRV8833驱动器,内部采用的是H桥N沟道功率管组成,可以同时输出4路驱动外部电机,最多驱动4个直流刷式电机或2个双极步进电机。每个H桥均可以独立进行PWM调节。TPS54331是一颗常见的电源管理转换器,将外部的电源输入通过DC TO DC调整至5V输出范围。
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左侧板功能接口:用于通讯连接切换的短接PIN,Mirco-usb通讯接口,Reset复位键,3.5寸圆头电源输入口。
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H桥四路驱动输出(马达连接器M1和M2)可以连接4个直流电机或者2个步进电机。
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连接四个直流电机的时候,可以红线接A+或者B+,黑线接A-或者B-。咦,不是原包装只有2个直流电机吗?怎么多出来2个呢?说来话长,后面接着说明。
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由于马达连接器(针座)没有防呆设计,在接入步进电机的时候需要注意一下。红色线材需要对应插在Vin那一端。
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右侧板接口较多,有WiFi接口,ISP编程口,EXT扩展口,I2C扩充口,以及D7.D8.D12.D13短接PIN座。在实际工作中,插入PIN帽可以驱动M2那组电机输出,没接入M2那组电机可插也可不插这些短路PIN。那为啥不直接跳线解决呢?这里有个大大的疑问。。。不知道这样的Layout设计有啥特别之处?
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红黑黄相间的EXT扩充口可以同时接入10组外设单元。可以兼容常见的舵机模组,16032液晶模组,超声波模组,光电模组,温湿度模组等等。
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通过主控板上的10PIN连接器可以完美搭载树莓派和Intel UP单板,摇身一变成为一个超迷你的微型PC功能哦!这是一些发烧友,极客人群为之着迷的功能拓展。
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零配件介绍到此结束,附上一张全家福。
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装配步骤
通过上述的零配件介绍和讲解,相信大伙有了一定的认知和熟悉了。如何将这些不起眼的零配件组装成一个机器人成品,除了你有把螺丝刀工具外还需要你细致的观察分析。在装配过程中不断累积经验,对以后DIY成长道路上有一定的帮助和进步。
1.先进行直流电机驱动部件安装,通过直流电机的定位柱安放好电机,锁紧两颗M3*30螺丝固定好。由于固定螺丝是一边锁付,造成电机不是很完美贴合底盘上,稍微有点间隙。
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2.安装橡胶轮在电机驱动轴上。由于驱动轴较短,橡胶轮不能按压太靠里面,要适当调整好距离,否则容易与电机固定螺丝相碰摩擦。
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3.安装金属脚轮到底盘上,安装好后观察脚轮和橡胶轮几乎在一个平面上,保证机器人在行走过程中顺畅平稳。
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4.装配Rosbot主控板到金属底盘上。突然发现配件里的四颗黄铜螺柱居然有两颗内壁无纹路,没发正常固定Rosbot啊!咋办?装配过程中遇到的突发事件始料未及。无奈之下找到四颗六角螺丝先代替一下。勉强进行了主控板安装步骤。
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5.舵机马达装配比较揪心。空间太小,螺母太小。加上官方赠送的螺丝刀刀头一点磁性都没有,安装过程比较吃力。
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6.将白色塑料伺服电机连接器锁付在超声波转换板上,看好板上引脚标识插入超声波感应器就好了。对准舵机件位置插上超声波模组锁紧固定螺丝。
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7.安装好6颗5号电池,使用魔术扣将电池盒固定在底盘内部中。通电试下主控板是否正常亮灯。
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8.连接伺服电机连线到主控板上方相应的接口。线序位置要一一对号入座,不懂看用户指导说明书。
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9.取出3根杜邦线将超声波模组连入主控板相应的接口位置。
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10.连接左右直流电机连线到主控板M1端口上的A+A-B+B-。确认所有的线材插入正常后绕上束线管。
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装配好的KittenBot机器人神气活现的出现在你的眼前,一双貌合神离的大眼睛似乎想要看清眼前的一切事物。
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软件安装
装配好了KittenBot机器人是不是可以开始动起来吧!不用急。先做下必要的准备动作。比如KittenBot WiFi模块固件的升级。拿到手上的是V1.41版本,存在不少缺陷,信号接收不灵敏问题需要升级到V2.0版本才可以正常使用。怎么升级呢?先到官方下载这款KittenBot CH340串口驱动,不然WiFi板连入电脑将无法识别。
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取下KittenBot WiFi模块,拔掉RP1位置的两个短路PIN,使用四根杜邦线连入RosBot主控板5V(红线),GND.(蓝线)TX(绿线).RX(黄线)点位。插上Mirco-usb线连入电脑端,打开固件升级软件Flash-tool选择好对应的COM口,导入V2.0固件开始刷入升级。
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插入一个小细节,关于RP1短路PIN的插入方式,如下所示的主控板3排短路针,你会如何进行插拔短路帽呢?
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按照习惯性的作业方式应该像这样插入短路帽,那么你就错了。在这种方式下KittenBot机器人无法正常与电脑端进行通讯识别,不能正常的显示主控板的固件版本号。
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正确的接法像这样横向插入,当时烧完WiFi固件版本后,再插回短路帽时出现的失误让我折腾了不少时间。不按常理出牌的短路PIN布线坑死我了。
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手机端下载KittenBot APP,点击右上角的红色无线标识,开启无线配对,在Smart Config界中出现无线网络后输入密码点击连接。成功联网后无线标志会变成蓝色。
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选好对应的机器车对应的型号Basic Robot Kit,打开操控界面左侧为前后左右方向键,右侧为四个多功能键,目前还在开发中暂无作用。
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视频操控演示,主控板固件为V1.83时在操控这款机器车时候无法正常行走,按压方向键均做绕圈运行状态。这个应该是明显的BUG。这是智能机器车吗?跟残疾车没啥两样啊!
http://v.youku.com/v_show/id_XMjk4MDUwNDYzNg==.html?spm=a2h3j.8428770.3416059.1

上官网搜索最新的版本试试看能否改善。总算找到最新版的V2.1版本。主控板固件升级分为OTA升级和无线升级两种方式。使用Mirco-usb到电脑端COM口,也可以使用KittenBlock联网后生成的IP地址192.168.1.7进行无线连接都可以进行固件升级。这里需要介绍的是这款Kittenblock编程软件。本身内置了Arduino IDE开发工具以及机器人相关的数据库,一应俱全,无需另外再安装其他软件!
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升级好的固件再次进行手机端操控看看效果如何?很显然可以看出机器人前后运行正常,左右键无效。真是揪心的不要不要哇。
http://v.youku.com/v_show/id_XMjk4MDUwNjc4MA==.html?spm=a2h3j.8428770.3416059.1

还记得前面提到的为啥我有四个直流电机那个事情吗?说来话长,当手机操控这款机器小车运行几圈后,突然停住了不动了。啥情况?只听到电机嗡嗡的响个不停,轮子就是不转。拆开直流电机后发现内部电机轴上的齿轮松动,无法紧固在电机轴上,造成电机在空转哇。。。于是乎,我第一时间反馈给厂家那边,铜螺柱没纹路无法固定,电机齿轮松动无法行走这一系列批次性问题。期待厂家加以重视。对于我所遭遇的不幸,对方除了表示无比的歉意外,还立刻补齐上述零配件。。。
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写到哪儿了。。。哦!继续前面未完的软件话题。小喵科技针对kittenbot基础机器人套件设计了一款基于Scratch3.0的软件开发的Kittenblock平台。不需要太多的单片机基础、编程基础,经过简单的学习操作后,你也可以快速的进行开发运用。其操作原理相对比较简单化,类似搭积木方式将机器人的动作每一个步骤分解组合。先了解一下KittenBlock软件界面吧!分为三个部分。左边为12个不同颜色的功能区选项,里面列举了所需要的执行动作指令。中间为编程区,要写代码吗?不用,只要将左边功能区的执行动作拖动到编程区就可以了,类似搭积木方式自由组合你所需的动作指令。右边是舞台精灵,可以更直观的显示编程区执行动作的动画演示。
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操控运行
在了解了KittenBot软件的基本用法后,先来一小段简单的点灯测试小试身手一下。逻辑思维大致如下:依次点亮四种颜色的LED小灯,每种LED闪三下。
http://v.youku.com/v_show/id_XMjk4MDQwNDA0NA==.html?spm=a2h3j.8428770.3416059.1



这么简单的远程操控KittenBot机器人点亮LED动作,似乎没有引起你太大的兴趣吧!看来我必须使出杀手锏来段更加高级更加生动有趣的KittenBot避障运行的小车让你开开眼吧!虽说不用写代码那么繁琐,但是初次使用KittenBlock软件还是花了不少时间,在智能机器小车的一些参数上做了大量的调试修改。比如运行时间,行走速度,旋转角度,探测距离。需要反反复复修正上述数据。才可以让KittenBot机器小车顺利的找到出口。
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逻辑思维大致如下:前方无障碍物KittenBot机器人正常直线行走,当超声波探测器探测到障碍物后小车停住,此时伺服舵机开始工作,扭动超声波探测器进行左右探测,超声波探测的距离可以通过实际的测试得出一个数值作为机器小车的一个变量,比如离障碍物20CM距离进行判断。如果障碍物超出这个距离机器人继续行走,否则机器人将适当拐弯从另一侧继续判断前方路况。反反复复执行上述的动作最终找到出口,顺利完成避障动作。
http://v.youku.com/v_show/id_XMjk4MDM3NDY3Ng==.html?spm=a2h3j.8428770.3416059.1

超声波探测器可以通过下面方式进行更加直观的分析,拖动功能区里面的超声波引脚模块到编程区中点击一下,当前方无障碍物的时候KittenBot软件右下角会显示M202 2 999、这里的M202代表超声波传感器。2代表它接入到主控板的连接端口。999表示前方探测距离。数值越大说明无障碍物。当人体接近超声波感应器时,右下角显示区会出现另一个数值M202 2 3,很显然距离数值已经变的很小。意味着它里障碍物之间的距离非常接近了。上述说的变量就是这里的距离数值。
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体验感想
从装配到使用陆陆续续花了四天的时间,对于初学者来说应该还是有一定的难度。总体来说可玩性很高,比起一般的遥控玩具来得更加有趣些。可以发挥个人创作思维和学习合理的搭积木技巧。虽然摆脱了编写代码的烦恼,但是想要让机器人准确无误的执行动作还要不断的调试验证修改,每一次失败都是离成功更进一步。有了这样的精神理念,相信这款KittenBot机器人操控将变得指日可待,得心顺手。KittenBot基础机器人不仅仅可以实现简单的避障动作,通过伺服电机的连入可以实现更加精确的绘图功能,还有红外传感器的使用可以拓展为巡线机器人功能等等。没有它做不到的只有你想不到的。有兴趣的朋友可以去KittenBot官网进一步了解学习。
相比较之前体验过的IronBot Chap教育机器人,跟这款KittenBot基础机器人对比可以看出后者机器人更加有思维性和创作性,互动性更高些。假如你是一位发烧友,极客人群,甚至可以加入语音识别模块来操控KittenBot,让人机互动来的更加有趣好玩些。
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对于喜欢DIY的我在体验这款机器人的过程中也发现了不少问题点需要官方加以改善。
硬件部分
1.直流电机固定方式由于单侧固定容易造成机身倾斜不贴合,需要增加两颗螺丝固定方可牢固。
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2.直流电机驱动轴偏短,造成橡胶轮胎装配后容易与直流电机固定螺丝想碰磨损。看看这些黑色的残渣物就知道后果多严重。建议驱动轴加长5MM。另外橡胶轮在运行过程中还出现脱落现象,没有螺丝固定在驱动轴上是个问题。加入一颗小螺丝就可以解决脱落问题。哪位老司机都不喜欢开车路上轮胎飞出的情景出现吧!
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3.用于固定直流电机的螺母容易松动,机器小车运行过程中橡胶轮胎的不停运行震动直接导致螺母松动,松动后的直流电机变得不太稳定,轮胎晃动比较明显,引起连锁反应。建议在直流电机塑料外壳进行开孔处理。六角螺母可以内嵌孔洞中,避免机器车在运行中螺母松动隐患。
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4.伺服舵机件安装比较繁琐,又是螺丝又是螺母。能否将伺服舵机件通过螺丝直接固定在底盘金属件上。让用户安装一步到位。
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5.直流电机轴原来是光面设计齿轮装配容易松动,可否采用滚花轴方式。牢固性和紧密性更加安全一些,可以避免电机齿轮打滑空转。
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6.直流电机插入主控板M1接口时,电机线有一边必须是反向插入,否则机器小车不会走直线只会绕圈运行。试想一下,原本是同向运行的电机当它左右放置的时候是不是出现相向运动状态。轮子只会绕圈而不会走直线。用户操作说明书需要适当修改一下。
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软件部分
1.RosBot主控板固件在V2.1版本下无法使用6颗5号电池组进行正常运行,一旦点击小车速度,立马出现系统中断复位现象。查看电池电压还有8.61V左右的电量。使用锂电池组7.4V可以正常驱动机器小车。
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同样的使用上述的6颗5号电池组RosBot主控板固件在V1.83版本下,点击小车速度,未出现系统复位中断现象。测量电池电压在7.69V左右还可以正常运行。
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大伙如果对这个产品感性趣可以进一步了解一下。

https://item.taobao.com/item.htm?spm=2013.1.0.0.4b556901yuLmTB&id=540357573886&scm=1007.12144.81309.42296_42296&pvid=11eeff71-638a-43da-8680-cce2d9a92c6d
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hongo M币 +9 優秀文章 09-18
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zhuqing-1920 M币 +9 单片机学习板里就有这种避障小车,但是没有这种简单的可视化编程界面。完全需要自己写程序。。。 09-14
wxhjsr 专家 +1 楼主尽玩些高大上的东西呀 09-13
wxhjsr M币 +20 楼主尽玩些高大上的东西呀 09-13
关键词: KittenBot
离线wxhjsr

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楼主尽玩些高大上的东西呀

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回 wxhjsr 的帖子
wxhjsr:楼主尽玩些高大上的东西呀 (2017-09-13 13:57) 回 wxhjsr 的帖子

嗯。比较喜欢捣鼓这类数码产品。
离线bboroo

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只看该作者 3楼 发表于: 09-14
让这么简单的机器人做个简单动作都要写代码,说明离人工智能还远着呢,起码像星球大战里面那样的才是真正的人工智能。

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只看该作者 4楼 发表于: 09-14
看着还不错,不知道价格怎么样

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单片机学习板里就有这种避障小车,但是没有这种简单的可视化编程界面。完全需要自己写程序。。。

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只看该作者 6楼 发表于: 09-14
回 zhuqing-1920 的帖子
zhuqing-1920:单片机学习板里就有这种避障小车,但是没有这种简单的可视化编程界面。完全需要自己写程序。。。 (2017-09-14 10:43) 回 zhuqing-1920 的帖子

这个很简单,跟搭积木方式一样,拖动你要的模块就可以。

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只看该作者 7楼 发表于: 09-14
回 bboroo 的帖子
bboroo:让这么简单的机器人做个简单动作都要写代码,说明离人工智能还远着呢,起码像星球大战里面那样的才是真正的人工智能。 (2017-09-14 10:31) 回 bboroo 的帖子

看来你比我有想法。
离线wc5095928

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只看该作者 8楼 发表于: 09-14
应该是给小朋友玩的

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只看该作者 9楼 发表于: 09-14
回 wc5095928 的帖子
wc5095928:应该是给小朋友玩的
 (2017-09-14 11:06) 回 wc5095928 的帖子

准确的说是成人玩具,小孩子只能用手机操控类似遥控车玩玩也行。但是想要让他弄懂逻辑编程思维还是比较困难。
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