学校机器人:用简单的材料创建四个简单的机器人

当我开始描述每个项目时，我将列举所需的材料和工具。然而，如果你想在学校有一个基本的机器人车间，你需要有五个基本的电子元件;你可以不断地重复使用它们:

• 爱好马达(像这样一个)：非常实惠，很容易从坏玩具;非常适合振动机器人，刷机器人，船，和简单的应用程序，需要很大的速度，但小扭矩。
• 齿轮箱，或齿轮马达双轴(像这样一个)：非常适合需要扭矩的机器人，如行走机器、全地形漫游者、跳跃机器人、抓取器、基本的电子动画和发射器。如果你一直在关注我的项目，可能你已经知道这是我最喜欢的制作玩具的组件。
• 2 X 1.5V AA电池座，带开关(像这样一个)：它非常适合小孩子，或者当你只有非常有限的课程时间来建造你的机器人。你只需要把它连接到电机的引脚上，你的电路就准备好了。
• 9V电池夹连接器(像这样一个)：用于连接9V电池到您的项目。我建议买硬塑料的，而不是皮革的，这样你可以重复使用更多次;也可用作临时开关。
• SPST开/关迷你拨动开关(像这样一个，相似或更小):与9V电池夹一起使用非常实用。

在大多数项目中，我使用一次性餐具(叉子和勺子)。尽量使用可堆肥的，因为它们不仅环保，而且非常坚固;表现出比传统塑料更强的抗钻和抗弯曲性能。这些的看起来是个不错的选择;然而，在项目开始前测试他们的抵抗力取决于你。

对于钻孔，你可以使用一个小的扁平螺丝刀，或一些尖头剪刀。甚至你也可以试试手钻对于珠宝。我选择的武器是我的老莱瑟曼果汁S2多功能工具。它的小螺丝刀非常适合钻孔，当我需要为STEAM项目穿孔塑料帽时，我经常使用它。

振动机器人(如刷机器人、刷毛机器人和素描机器人)是机器人技术传统的第一步。建造成本低，创造简单，在行动中观看有趣。这是测试学生能力的完美项目!

你甚至可以用坏玩具的零件来制造振动机器人。然而，如果你想为几个学生创建振动机器人，你将需要你的一部分预算来购买一些塑料部件，如刷子(刷机器人)，牙刷(刷毛机器人)或记号笔(素描机器人)。所以我决定使用学校里很丰富的材料:纸杯和勺子。

但是这个振动机器人有一个转折:我的学生发现它很适合按摩!他们喜欢把它套在头上，然后激活它。郑重声明:这不是一个治疗设备，我总是把展示时间限制在几秒钟内，不建议有任何神经系统疾病的人这样做。然而，孩子们对“大脑干扰器”总是很满意，他们更喜欢这样玩，而不是看着它跳舞。那么，为什么不呢?

• 2个纸杯(用来盛咖啡或水)
• 4个一次性勺子
• 1个橡胶垫圈(你可以在任何五金店买到)
• 1.5V AA电池座，带开关
• 1电机
• 2节AA电池
• 1安装胶带(双面胶带，厚)
• 瞪视的眼睛
• 彩色记号笔(装饰用)
• 热胶枪
• 剪刀

老师的步骤:用小平螺丝刀在橡胶垫圈的一侧开一个孔。

将电机的轴从橡胶垫圈上开的孔中插入。

在电机一侧与电气引脚相对的一侧添加一个方形的安装胶带。

拿两个纸杯和四个勺子。把勺子的把手放在其中一个杯子里，检查它们之间是否有相等的距离。然后，插入第二个杯子，这样勺子就被压住了。

一旦你对勺子的确切位置感到满意，在勺子与两个杯子接触的地方加一点热胶，使它们保持在适当的位置

取下安装胶带上的保护皮，将电机贴在杯口上，注意橡胶垫圈不能与机器人本体接触。

拿上电池座。在开关附近的一侧添加一个矩形的安装胶带(注意不要覆盖它)。

插入电池，注意极性是否正确。然后合上电池座，取下安装胶带上的保护皮，再将其插入机器人体内，检查开关是否可见、可及。

从电池座上取下电缆，将每个电缆连接到电机的每个引脚上

添加眼睛，画一个嘴巴，装饰你的维兄弟，你喜欢!

这是讨论技术的好时机。问这个问题:

还有哪些日常技术设备使用由旋转不平衡重量的电机产生的振动?

答案:

• 游戏操纵杆和游戏控制器有内置马达，可以产生振动，模拟在游戏过程中受到敌人或爆炸的冲击。
• 手机内部有一个微型马达，当你的手机处于静音模式时，它会产生振动。

“勺子狗”这个名字的灵感来自波士顿动力公司的机器狗，它们最显著的特点是每次摔倒或被踢倒时都能自己站起来。此外，这个小机器人使用勺子作为移动的方式。所以…匙大支!

这个机器人的灵感来自一些简单的机器人兰迪无袖短上衣．这个想法是创造一个机器人，它可以以一种有趣的方式移动，但只使用一个马达;无需任何传感器即可对其环境做出反应，并且无需使用电动工具即可轻松构建。

结果呢?用冰淇淋杯做的可爱机器人。享受吧!

• 1个带盖子的小冰淇淋塑料杯，或类似的东西(你也可以用小锡罐试试)
• 2个一次性勺子
• 1变速箱(齿轮马达双轴)
• 9V电池夹连接器
• SPST开/关迷你拨动开关
• 1节9V电池
• 多一根电线
• 硬塑料吸管(就像派对气球的那种)。注意:变速箱的轴必须紧紧贴合在吸管内。
• 1根圆竹棒(就像用来烤羊肉串或筷子的那种)。注意:竹签在吸管内一定要略松。
• 可选:2个硬塑料管(像那些从钢笔)，可以连接到变速箱的轴。如果你能得到这个组件，你就不需要竹签和塑料吸管了。
• 2 zip-ties
• 1安装胶带(双面胶带，厚)
• 1根工艺棒
• 瞪视的眼睛
• 彩色记号笔(装饰用)
• 热胶枪
• 剪刀
• 小螺丝刀(打一个孔用)
• 钳

拿起冰淇淋杯，在底部粘上一块固定胶带。

然后，去皮，在中间插一根工艺棒。

在冰淇淋杯盖上钻一个小孔，足够让电池夹的两根电缆穿过。

然后，使用安装胶带，将齿轮电机粘到盖子的上部，与电机销附近的洞钻。

在变速箱顶部粘上一小块安装胶带。这将是伟大的开关粘在机器人。

把电池夹拿来，把电线从盖子上的孔插进去，从底部插到顶部。

把黑色的电线连接到电机的一个引脚上。将红线连接到开关的中心引脚上。然后，从开关的可用引脚连接第三根线(白色)到电机的可用引脚。

然后，将开关粘在变速箱顶部的安装胶带上。

将9V电池连接到电池夹上。然后，把盖子盖在冰淇淋杯上。

带上塑料吸管和竹签。把吸管切成两段6厘米，把木棍切成5厘米。将吸管段连接到变速箱轴的每一端。把木棍插入每根吸管中。为了更好的连接，您可以使用吸管内的热胶将部分粘到轴上，只要它不堵塞变速箱机构。

用扎带把勺子固定在每根吸管上。最实用的方法是用拉链扎一个圈。你可以从下面传递勺子，然后通过吸管部分，然后通过环。

尽量拉紧拉链，避免折断任何部件。现在你可以体会到竹签的主要功能是保护吸管在受到如此大的压力后不被折断。

你需要试验勺子的位置，直到你达到完美的动作。这取决于冰淇淋杯的尺寸，以及勺子接触地面时的长度。

你也可以试着剪掉工艺棒的前端，看看它是否能改善平衡。

添加大眼睛，并绘制一些细节。

用这个问题挑战你的学生:

如何提高机器人的运动和稳定性?

答案:太短的勺子会产生一个谨慎的(和无聊的)移动。勺子太长会导致机器人以一种非常疯狂的方式移动。完美的时刻是当机器人可以向前移动时，当它遇到障碍物时，摔倒并再次恢复。我们需要不断试错，直到找到完美的配置。

当你在网上搜索关于义肢的STEAM项目时，通常你会发现一些非常基本的项目，你需要用所有的手指拉动绳子来移动一只纸板手;或者非常复杂的，你需要应用CAD、3D打印和Arduino的概念。

我想创造一个非常简单的机器人爪，在那里可以探索机电的概念，不需要先进的知识或昂贵的材料，并且有足够的抓地力来抓取和举起一些基本的物体。结果是:一个有趣的原型只需按下开关就能激活;学生们可以发挥自己的想象力来提高自己的潜力。

• 2个扁平的塑料片，从一个重型的磁性捕捉柜(像这样一个，或者这个一个）
• 2 .屏框角(此一个有预制孔，所以会节省你的准备时间。然而，尽量选择一个坚固的，不容易坏的。
• 1个橡胶卷发器(像这样一个）
• 1根又长又扁的竹签(用来烤羊肉串)
• 1变速箱(齿轮马达双轴)
• 9V电池夹连接器
• 1节9V电池
• 1杠杆微开关(像这样一个）
• 额外的电线
• 1个长螺栓
• 1个短螺栓
• 7坚果
• 1安装胶带(双面胶带，厚)
• 1根橡皮筋
• 热胶枪
• 可选:强力胶(氰基丙烯酸酯)
• 剪刀
• 小螺丝刀(钻孔用)
• 钳
• 10条拉链(9条小的，1条大的)

老师的步骤:上课前，小心地将金属板从平面塑料片上取下。你可以用钳子或钻头来破坏铆钉。此外，检查变速箱的轴是否适合塑料件的孔。如果没有，使用一些工具，如螺丝刀或剪刀，扩大洞。

拿平塑料片来说。在变速箱的每个轴上安装一个塑料片。

把短栓拿来。把螺母拧到中间。然后插入螺栓，并拧另一个螺母，以保持螺栓到位。

老师的步骤:如果你的框架角没有一个末端有洞，用一些尖剪刀，一个小的平螺丝刀，或任何其他可用的工具在手边打开它。

取下长螺栓，剩下的螺母和两个框架角。将螺栓从角框的孔中插入。然后将螺栓从其中一个平塑料片中心的孔中插入，拧紧两个螺母，使框架角紧固，平塑料片平行，然后将螺栓插入对面的平塑料片。然后添加第二个框架角，并拧最后一个螺母。

使用拉链将框架角牢固地连接到各自的平面塑料片上。

拿起卷发器，用钳子把电线拆下来(不要扔，我们下一个项目会需要它)。

切一个大约5厘米长的橡胶段。将扁竹签的尖端从竹签的孔中插入。

如果很难插入，可以用砂纸稍微磨尖木棍的末端。老师的步骤:你也可以使用钳子的切割部分，但要小心碎片的投影，或可能的擦伤。

将一段安装胶带粘在变速箱的顶部。剥它，并坚持竹签的方式是相反的“手指”附加到变速箱。

使用小拉链，以完成变速箱的附件杆。

带上橡皮筋和另一条拉链带。用云雀头(牛结)结把橡皮筋系在爪上的小螺栓上。用拉链把橡皮筋的另一端系在棍子上;在电机和拉链之间保持大约4厘米的距离(距离可能会有所变化，取决于橡皮筋的大小和灵活性)。

把拉链的剩余部分剪掉。

带上9V电池、电池夹和开关。

将夹子的红色电缆连接到电机的一个引脚上，将黑色电缆连接到开关的中心引脚上(在几种型号中标有数字3)。

从开关的第一个引脚(开关按钮下面的1号)连接额外的电缆到电机的可用引脚。

连接电池，测试按下开关时爪合上，松开开关时爪回到原位。如果它不这样工作，反转极性，交换连接到电机的电缆的位置。此外，检查橡皮筋是否太紧或太松。

在检查一切正常后，把一块安装胶带粘在电池上，把它放在固定棒的可用部分，并用大拉链加强粘连。

在开关的一侧添加一小块安装胶带，并将其粘在开关杆上。使用一个小拉链来改善附件。

将橡胶滚轮的10厘米段，添加到棍的可用端。测试你能用手抓住半机械人的爪子，并且你可以毫无问题地按下开关。

用以下问题挑战你的学生，这样他们就可以在家改进他们的生化人爪:

我们如何提高机器人爪子的抓地力?

答:你可以加一些橡胶(指尖上的橡胶手套、橡皮筋、硅胶、Sugru)到塑料手指的尖端。

我们如何改进机器人爪的人体工程学和功能?

答案:你可以用皮带、纸板，甚至是一块重新设计的手表，把泡沫手柄换成一个可以固定在手上或手臂上的附件。这个开关也可以位于你的一个手指上，这样你就可以很容易地按下它来激活爪。

对于这个项目，我们将探索重用和升级回收的概念。利用家里可能找到的塑料垃圾，我们创造了一个可以移动手臂的滚动机器人。

• 1个小的塑料或金属容器，比如咖啡罐或糖果盒(可以用坚固的纸板做的盒子)
• 2个一次性叉子
• 1变速箱(齿轮马达双轴)
• 1.5V AA电池座，带开关
• 2节AA电池
• 硬塑料吸管(就像派对气球的那种)。注意:变速箱的轴必须紧紧贴合在吸管内。
• 1根圆竹棒(就像用来烤羊肉串或筷子的那种)。注意:竹签在吸管内一定要略松。
• 2个圆形的牙线容器(或任何其他可以附着在吸管上的圆柱形物品)
• 2个发胶盖，牙线容器可以装进去。
• 2个铝制螺丝(圆头大)
• 2个塑料或木片可以用作肩膀:我用了一些白色张力捕捉器来装饰橱柜。你可以用任何一侧有足够表面的东西粘在机器人的身体上，在另一侧有一个孔，用来插入螺钉和安装手臂。
• 2个小金属垫圈
• 纸张用金属紧固件4个
• 2根可拉伸的电线(来自我们在Cyborg Claw中使用的发卷)
• 1安装胶带(双面胶带，厚)
• 1根工艺棒
• 瞪视的眼睛
• 热胶枪
• 剪刀
• 小螺丝刀(打一个孔用)
• 尖嘴钳

老师的步骤:上课前，在每个叉子上开两个孔:一个在中间，一个在手柄的末端。在每个发胶盖上钻一个洞，在半径的中间位置。最后，在门夹(或你选择的塑料/木片)的中心开一个洞。

带上塑料吸管和竹签。把吸管和棍子切成两段。线段的长度必须足以覆盖容器(本体)底部的一半，加上额外的厘米来连接牙线容器(轮)。

将吸管段连接到变速箱轴的每一端。把木棍插入每根吸管中。为了更好的连接，您可以使用吸管内的热胶将部分粘到轴上，只要它不堵塞变速箱机构。

把牙线盒拿过来，分别贴在齿轮箱的两侧。你可以在吸管和牙线容器之间加一点热胶。

以变速箱为例。用固定胶带把它粘在机身底部。然后，将另一段安装胶带粘在变速箱上。

拿上电池座。在开关的另一侧加一个矩形的安装胶带。

插入电池，注意极性是否正确。然后合上电池座，取下安装胶带上的保护皮，再贴在机器人机体背面。

从电池盒中取出电缆，分别连接到电机的每个引脚上

我们需要一个电灯泡来保持机器人的平衡。一种快速而廉价的选择是简单地在机器人下面贴一根工艺棒，使用可用的工艺棒最长的部分必须位于机器人的背部，这样它就不会掉下来。

用铝制螺丝把叉子固定在塑料门夹上。叉子必须自由旋转;如果没有，请扩大孔，并检查螺钉是否拧紧。

把“肩膀”贴在身体两侧。

以电线为例。把它们切成两段，大约和牙线轮的边缘到叉子(手臂)中间孔的距离一样长。加上1cm。

用尖嘴钳，在每根电线的末端做一个小环。

拿发胶盖子。用一个扣件和一个小金属垫圈把金属丝固定在小孔上。检查它是否太紧，电线可以自由旋转。这将是一个曲柄。

将发胶盖子(曲柄)粘到牙线容器上，得到一个更大的轮子。

使用紧固件，将电线末端的可用环连接到叉子中心的孔上。检查它旋转没有问题。最好的测试方法就是激活机器人。

用以下问题挑战你的学生，这样他们就可以在家提高他们的叉子骑士:

我们如何提高车轮的牵引力?

答案:你可以添加一些橡胶(橡皮筋，硅，Sugru)到车轮的周长，小心不要卡住曲柄机构。

我们如何利用机器人体内的可用空间?

答:你可以增加更多的重量来提高牵引力。另外，考虑到我们没有接触容器的内部部分，我们可以用它来存放铅笔、彩色马克笔、乐高积木甚至是你最喜欢的糖果!发挥你的想象力。

我希望你喜欢这四个项目，就像我们制作它们一样。玩得开心!