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編者注：這個名叫RoboBrrd的鳥形機器人項目來自RobotGrrl，原文發布于Makezine。Makezine對本項目的難度評級為“適中”，制造耗時估計在3-20小時之間。接下我們就來仔細觀摩一下這個奇葩的鳥型機器人到底是怎樣煉成的吧？
RoboBrrd是一款實驗人機交互的機器人模型，普通人就可以用有限的材料搭建起來。其設計靈感來自于鳥類，它有著可以動的嘴和翅膀，通過感知外界的輸入它就會做出不同的反應。一系列動作的組合讓RoboBrrd可以展示多種行為，而正是這些動作讓我們看到了人類與機器人之間很多有趣或者滑稽的交互。通過這些互動，這個“鳥人”也展示出了屬于它自己的性格和特點。
通過很多方面將人與機器人聯系起來，例如性格特點以及對環境的感知。在機器人研究領域，這些特點的研究統稱為社會化機器人。這類研究旨在探索機器人與人類能夠如何進行互動，以及如何基于更自然的方法相互溝通。
下面我們通過三個方面來簡單介紹一下RoboBrrd：
首先是外觀與對機器人的最初印象。RoboBrrd的仿生設計（雖然可能有些逗B的成分摻和進去了）讓我們對一個熟悉的物種賦予一定的人格。從而人類就可以更容易地認知其主要特點，并且對于這家伙大概能做什么有一定的預判。
其次機器人能夠通過其移動、動作或者其他表現形式的輸出向人類傳達具有特定含義的信息。RoboBrrd通過它鳥嘴、翅膀、和腳步等多方面的自由度讓人類看到其表現出來的行為。例如，LED的眼睛能夠表明它當前的狀態，并且可以根據它的需求來表達當前的情緒。
最后這個機器人能理解人類向它傳達的信息。基礎的RoboBrrd有一個動作感應器，一些傾斜傳感器，以及兩個光敏電阻（LDRs）。這些傳感器將能夠讓它感知周圍環境中發生的一些事情，并且做出相應的動作。
下面我們來了解一下，造一個RoboBrrd需要知道的技術方面和機械方面細節：
如何用有限種類的材料設計一個機器人
設計一種讓它動嘴的機制（將旋轉變換成某種平移）
LM317穩壓電路
TLC5940 PWM（Pulse Width Modulation脈寬調制） 變換電路
伺服程序
傳感器程序
行為輸出程序
造一個萌丑萌丑的RoboBrrd可能有一點兒難度，后面我們要講的第一步會幫助你決定你RoboBrrd的復雜度，以及需要什么零件。
如果你會科學上網，下面這些視頻教程也許會有很大的幫助：
以及一些圖片資源：
源代碼：
你可以自由定義你的RoboBrrd要有多復雜，以及你希望它都能做些什么。上圖是一些示例。
確認一下你已經有了什么部件，以及將會需要什么部件。這也會幫助你決定將要搭建的結構和配置。
如果這是你的第一個機器人，也許簡單小巧一些的結構會更容易實現。然后你可以慢慢給RoboBrrd加上更多的零件和功能。
前面板是這個小機器人的主要部分，它的上面將包括鳥的嘴和眼睛。我們可以用四根鉛筆，一些雪糕棍或者咖啡攪拌簽來搭建基礎結構。
把鉛筆頂部的橡皮部分切掉，然后做一個正方形邊框。我們留著這幾個橡皮后面可能會用到。
將雪糕棍粘到邊框里，要確保他們盡可能地相互垂直。
鳥嘴可能是RoboBrrd最難的一部分。我們要非常非常耐心地來進行這一步！要確保我們做的鳥嘴能夠剛好嵌入到之前做的前面板框架中。而且，鳥嘴的兩半部分要在后面邊緣處能夠相互觸碰。
這一步我們依然要用到雪糕棍（略寬）和咖啡棍（略窄），還有錐子之類可以戳孔的工具。
鳥嘴的整體分為上下兩個部分。下面的步驟教給大家如何制作上半部分，然后再做一個一模一樣的反過來就是下半部分了。
首先做一個基本的三角形（4）。
剪短一根雪糕棒，然后在靠近直邊的一段戳一個孔（5），要小心不要把木頭戳分叉。如果不小心戳壞了，要重新來過哦。
將戳過孔的小棍粘到三角形一個邊的中心（6），然后用咖啡棍將這個立起來的小棍在相鄰的兩邊支起來（7），以及向另外一個角也搭一根（8）。
剪一個咖啡棍，長度等于前面板兩個雪糕棍之間距離（9）。將一個小木片（每邊一個）粘到打孔的小棍和鳥嘴的對角斜邊那根棍之間（10）。
同上一布，制作鳥嘴的另外一半。
將（9）中的小棍穿到（10）所帶來的空間中，如圖（11）。檢查一下兩半鳥嘴的大小和形狀跟前面板的其他零件都大致吻合。然后將咖啡棍跟雪糕棒粘到一起。
同上，將下半部分鳥嘴也粘上去。
再拿兩根雪糕棒，在兩段分別打孔（14）。將其跟之前打孔的小棍用線穿在一起（15）。
休息一下吧。剛剛已經完成了RoboBrrd最具挑戰的一部分！
首先準備更多的雪糕棒、咖啡棍、線、繩子。
制作兩個鉛筆方框（16）。
用咖啡棍在方框中編織成網狀（17）。這個將會是RoboBrrd頭部的底面，所有的聯動伺服裝置和電子設備都會被安置在這兒。
將前面板和底板連在一起（18）。要確保他們盡可能地相互垂直。
將背板安置在有鳥嘴的正面板的對面（19）。同樣，要盡可能地讓它們相互垂直。
在頂側安置兩根鉛筆完成整個立方（20）。
繼續加置一些雪糕棒來固定（21）。
我們的機械結構先告一段落，下面我們來組裝一些電子設備。因為小RoboBrrd的內部空間非常有限，所以在組裝好所有部件之前，對電子部分進行一下測試是非常有必要的。我們接下來就要把所有將要用到的電子零件都測試一下。
測試一下所有的伺服系統，確保它們都能正確地運轉。這里可以使用Arduino伺服代碼庫里面的“Sweep”示例。在后面的步驟中我們要給它們分別提供電力，所以現在我們先看一下這些零件是不是都能正常運作。
可以使用“Fade”的示例來測試所有的LED燈是否都能點亮。
如果想要使用其他的傳感器，也請在組裝前就確保他們都能工作。可以使用“AnalogInOutSerial”這個例子來測試。
首先，我們需要兩個乒乓球。RoboBrrd的眼睛將會非常神奇，因為他們看上去是白色的，但是眼睛可以通過LED變成任何的顏色！
在乒乓球上打一個孔，能夠把LED燈放進去。
把裝有LED的乒乓球安置在RoboBrrd的前面板上（23）。要注意，我們要確保之后還能將LED取出來。然后在乒乓球上畫出炯炯有神或黯然憂傷或是色迷迷的眼睛吧（24）！
給LED燈接上足夠長的線（能夠連到RoboBrrd的背部即可），把導線擰成股，并粘到乒乓球里（25）。
這個底座將制成可以動的翅膀，它跟鳥嘴的底座很相似只不過更短一些。左右翅膀做成一模一樣的兩個底座。這里可以選擇做成一個然后再復制另外一個（當然不是復制粘貼啦），或者搭好兩個結構之后分別填入其他零件。這里我們依然會用到很多雪糕棍和咖啡棍。
檢查一下伺服電動機的大小和邊緣，確保裝上翅膀后能夠自由地移動，然后把伺服葉片連到馬達上。
將兩個略長于伺服電動機寬度的咖啡棍粘到其兩側（26）。
將這兩個小棍連同電動機粘到底座的雪糕棒上（24）。然后把這部分放到RoboBrrd里面試一下，看看大小是否合適，再減去多余的部分。
剪兩根與上一步相同長度的雪糕棒。
剪兩個雪糕棒，其長度略大于伺服馬達寬度+咖啡棍+雪糕棒的這一部分。把他們粘到之前一對的雪糕棒上作為底座（28）。
測量一下你需要這兩個底座有多遠的距離。它們應該比伺服電動機的長度略長。剪兩個小棍并且把底座粘到一起（29）。
粘上兩個雪糕棒，將兩個底座的頂端連接起來（30）。
試著轉動一下伺服馬達，并且輕輕給底座施壓來測試底座是否足夠牢固和穩定。如果你想讓它更牢固，請盡情地發揮創造力吧。
好了，現在我們已經有兩個翅膀的馬達了，下面需要把它們安置到RoboBrrd的內部。這部分應該稍稍靠向前面板，但是不要靠得太近以至于移動的時候會有阻礙或者磕碰。調整好了位置之后，粘到上面。
嘴部是整個RoboBrrd最具挑戰性的一部分，下面的步驟需要你有很大的耐心，所以，如果你已經覺得累了就先休息一下吧。制作嘴部聯動的步驟與翅膀非常相似，而且仍然要用到雪糕棒和咖啡棍。
檢查一下伺服電動機的大小和邊緣位置，大多數的運動應該位于靠近鳥嘴的位置。
與之前的步驟一樣，來做一模一樣的馬達支架。
測量并決定這個馬達部分要放到RoboBrrd內部的位置，再強調一遍，不要離鳥嘴太遠。在RoboBrrd的底座支架上用鉛筆做記號。
取一根雪糕棒，在圓頭的一端戳個孔。比照一下電動機葉片的長度，確保這個小棍的長度足夠完全使鳥嘴完全開合（32）。（opps，原作者的編號中漏過了31號^_^）這跟小棍將作為電動機葉片的延展部分，暫且稱之為延伸棒。
如果嘴部的骨架夠不到這個延伸棒，可能需要再粘一根雪糕棒上去來延長一下嘴部的結構。然后不要忘記在尾部打孔。
當確定了延伸棒的長度之后，減去多余的部分。
將嘴部的結構同延伸棒用線穿起來。
將延伸棒與馬達葉片粘起來。
測試一下，確保嘴部在動的時候沒有不必要阻力，而且能夠完全開合（33）。如果感覺到一些阻礙，請確認雪糕棒都足夠長，并且檢查一下延伸棒是不是足夠長。
反復地試驗和調整，知道嘴部能夠自由地活動。也許這個部分需要一定的耐心，但是最后當嘴部自由開合的時候你會發現所有的工作都是值得的。
按照之前做好的標記把馬達部分粘進去。這部非常關鍵，因為如果有不合適的地方，在后面的過程中來修理將會非常麻煩。所以請再三檢查確保每個部件都能按照需要自由活動。
恭喜你！現在嘴部的聯動已經完成了！
電子零件的準備取決于你想要在你專屬的RoboBrrd中使用什么零件來實現什么樣的功能。下面這些可以作為參考，然后在接下來的制作中確保已經擁有全部你需要的零件。
Arduino和Proto Screw Shield：檢查你的Arduino板子是否能正常工作。如果你有Proto Screw Shield，那就太好了，我們強烈推薦這個零件。這個教程可以告訴你如何將它組裝起來。
穩壓電路：你需要一個LM317，240歐姆電阻，5000歐姆的變阻器，一個電池來從外部給電動機供電，一個10微法的電容，導線，散熱器，以及螺絲和螺母。這些必要的工具適用于使用一個以上的伺服馬達，因為Arduino能提供的電流不足夠給這些馬達。
LED PWM眼睛：如果不適用Arduino來控制LED眼睛的顏色的話，則需要一個PWM變換芯片來實現。這里需要一個TLC5940，一個DIP插座，2000歐和10000歐的電阻，以及導線。關于TLC5940，Arduino的官方教程上有詳細的說明。
伺服馬達插頭：插頭的數目是伺服馬達的三倍（分別給信號，電壓和零線）。
導線：你需要準備充足的導線，最好是實芯、21號、不同顏色（紅/黑/棕/橙/紫等等）
由于Arduino的輸出電流有限，我們不能用它直接給所有電動機供電。LM317穩壓器能夠讓外接電池來給他們供電。同理，帶有5V輸出電壓的7805芯片也可以實現該功能，如果你對電子電路系統動手能力很強的話，有很多方法可以實現電力供應。
開始之前，查看一下伺服電動機所需電壓。在下面的步驟中我們將使用5V作為操作電壓。
我們需要插座來使用LM317，這樣如果它壞掉了可以很容易地進行更換。
如果你有一些其他的部件，在制作電路中也許會很有用哦。
LM317用需要一個輸入電壓，然后在它內部發生一些神奇的事情，最后我們就可以得到一個調整后的電壓了。
點擊查看LM317的規格書， 我們在Vout后面鏈接一個10微法的電容從而使輸出電壓更加平穩。
如圖（34）是等效電路圖。
焊接這個電路的時候需要注意下面的幾點：
時刻注意Adj和Vin的位置；
可調節電阻有三個針腳，用兩個距離最近的針腳來得到所需的電阻值；
電容的輸出電壓在正極一端，所以要在正極接線從而得到平穩的電壓。同時，負極需要接地。
當電路連接完畢后，我們要進行測試。
將電池接通到電路中，如果電路冒煙了或者LM317發燙則要立刻斷開電源。電路中一定有鏈接錯誤的地方，按照之前的步驟一步一步檢查，并且對照電路圖找到連接錯誤的地方。
將萬用表調至電壓模式，兩段分別接在穩壓后的輸出和零線上。當我們調節電阻的時候就可以看到電壓的變化。
將電壓調節至5V，或者調到盡可能接近5V（強迫癥患者們請保重……）。需要提醒的是，對于伺服電動機來說，略微低于標準電壓要好過高電壓。
剪三個針腳作為伺服電動機的插頭，針腳越長，焊接的時候就更容易一些。
將左側的插頭焊接在Arduino相應的針腳（孔）上。最好不要占用interrupt或者UART針腳以免以后需要用到它們。
將右側的插頭全部焊到一起，他們將一起連到零線上。再把Proto Screw Shield上的零線連進來。
測試一下電壓確保電路中沒有短路或者反向。
如果不用Arduino MEGA來控制LED眼睛的顏色的話，我們考慮使用TLC5940 PWM 變換器。這個集成電路能夠提供每個通道4096級別的PWM調制，也適用于多通道調節。這里需要提醒一下，本文原作者在制作過程中發現伺服電動機與TLC5940庫同時使用時會發生錯誤。當你決定如何控制LED時需要考慮一下這點。下面的步驟只是門介紹TLC5940，如果使用其他方法可以掠過以下步驟。
TLC5940電路和教程可以從Arduino官網教程中找到。
最好使用一個DIP插座來安置TLC5940的IC以防其出現任何故障，這樣的話可以很方便地進行更換。
注意一下，使用這個IC的時候LED不要連接零線，而是鏈接5V線。這與LED通常情況下的工作情形相反。
你可以將LED直接焊接到主板上，也可以只用插頭。LED燒毀或者損壞的概率非常低，這里可以不用擔心以后的更換。
連接Arduino以測試TLC5940，測試代碼點這里。
運行代碼，LED應該可以改變顏色了。如果不能，則返回之前的步驟檢查電路中是否有鏈接錯誤。
添加什么種類的傳感器完全取決你所設想的RoboBrrd的配置。連接過程中要確保導線足夠長將傳感器沒有任何拉扯地連接到Proto Screw Shield上，但同時還要避免導線過長而絞到馬達上。
如果要添加一個光敏電阻（LDR），可能要用到上拉電阻或者下拉電阻。LDR都有所不同，所以首先要在案板上測試一下。
如果我們要添加傾斜球開關，在不用Arduino內部電阻的情況下這里需要添加一個上拉電阻。更多關于傾斜傳感器的信息可以在這里找到。
被動式紅外傳感器（PRI）通常需要變阻器來調節。還有很多種方法可以改造PRI從而有不同的表現功能，Ladyada的PIR教程對其有很詳細的說明。
運行測試代碼并將傳感器的輸出值顯示出來，從而來測試傳感器是否正常工作。在Arduino的官網上能夠很容易地找到相關測試代碼。
友情提示：距離完成這個機器人只剩下最后幾步了，當它真正動起來的時候不要太激動哦。當然，這種情況經常發生，不過也許仍然會有一些小故障等著你去發現。所以，不要過于激動或是灰心，保持耐心，當所有bug都被解決之后你的機器人就會動起來了。加油。
首先要測量的是，當外部電池接通的時候，伺服電動機會跳動一下。先接通一個電動機，其活動方向取決于你如何焊接其針腳。小心不要弄混了信號線和零線。如果電動機接通時跳動了一下，證明它可以收到電壓，反之證明沒有電壓與之連接，可能是連線錯了或者其他哪個零件出現了問題。可以拔掉所有的連線重新連接或者一點一點找到問題。
在Arduino>Examples>Servo菜單中找到Sweep代碼例子。我們需要改變指示接口的變量變成當前電動機的接口。代碼修改好之后將其上傳到Arduino上，如果沒有跳動，則檢查一下右側的接口以及是否牢固連接上了。如果仍然不能工作，說明有可能LM317電路有錯誤或者故障。這時候依然需要耐心地找到并且解決問題。
一個一個地將伺服電動機加進來直到所有的電動機都能工作。有的時候如果馬達變得不像開始時候那么有力度了，有可能是LM317的輸出電壓有所改變。用萬用變測量一下此時的電壓，然后調整變阻器使電壓重新變為5V。
當測試完伺服電動機之后，斷開電池的連接。我們一會兒再決定這些電動機到底要如何工作，不過現在它們已經一切準備就緒了。
用PWM的測試代碼或者TLC5940的代碼來測試LED。如果不能工作，先檢查一下是否正確地連接了所有針腳。如果TLC5940仍然不工作，回到電路中查找問題的所在。
我們之前已經測試過了所有的傳感器，不過現在可以再檢查一遍確保一切順利。在終端中用Arduino示例代碼來顯示出傳感器的測量值。如果傳感器不工作，檢查所有的連接是否正確。
如果一切順利的話，下面我們進行電動機的邊界測試。這里仍然選擇用Arduino Servo庫中的Sweep示例代碼。我們要分別設定上限和下限，以免過度的活動損壞了結構。
最簡單的方法是觀察電動機在0/90/180度的位置。這樣可以知道當翅膀向上或者向下時候電動機的角度。
在每個邊界減少30度來看看是否電動機在任何位置有減少一些壓力。當電動機能夠在適當的范偉內自由活動時（可以通過聲音和電動機的散熱來判斷），記下此時的邊界。后面我們設計RoboBrrd動作的時候這些數據會非常重要。對每個伺服電動機重復這個步驟。
現在，我們有了活動的范圍、LED、傳感器，恭喜！
這時候我們再次拿起之前做好的RoboBrrd部件，現在要把它們組裝起來并加上裝飾。這里我們可以用到毛氈、泡沫、刷子條、以及幾片羽毛。盡情地釋放你的想象力吧！你想象中屬于自己的RoboBrrd是什么樣的，就把它做成那個樣子！
裝飾鳥嘴只需要三塊毛氈就可以了。兩片覆蓋在上下兩個三角上，第三片加載中間把兩個部分連接在一起。再加個舌頭也是不錯的主意（35）。
如果你的RoboBrrd有底座和支架，要在裝飾的過程中留意它各個部分的活動，不要讓裝飾物影響了它的機械活動。
用雪糕棒搭的三角形翅膀（36）可以用羽毛裝飾，這里你可以用膠水直接把雪糕棒粘到電動機葉片上。
用尼龍搭扣粘好頂部和背部面板可以在不破壞外部包裝的情況下方便地維修內部零件。
在后面板上，給任何現有或者可能的線留出孔來，比如，Arduino需要一個大一些的孔來連接USB線。
其他的就看你的自由發揮和創造了。
在賦予這個“鳥人”更多復雜表情和動作之前，首先我們要學會如何讓它有一些基本的動作。本文原作者的Github中有很多示例代碼可以參考。下面給出一些動作例子：
張嘴：將嘴部從初始位置移動到全部張開的位置。如果想要加入一些挑戰電話，可以讓它從任何位置開始張開。
閉嘴：將嘴部從張開的狀態變成咬合狀態。
向左/右轉：如果RoboBrrd有底座和相應的伺服馬達的話，它可以任意向左右旋轉。
向上/下傾斜：RoboBrrd可以慢慢地向上或者向下傾斜。傾斜動作可能有一定難度，因為在旋轉點上會有很大的重量，所以如果速度過快的話很容易失控。
其它任何你想要的動作，都試著讓RoboBrrd做一下吧。
我們可以在RoboBrrd的程序里發揮任何創造力來展示我們造了一個炫酷的機器人。在這里我們鼓勵所有制作者設計屬于自己的富有創造性的RoboBrrd。下面是一些主意希望可以對大家有所啟發：
動作感應與回應：當PIR傳感器被觸發的時候讓RoboBrrd扇動它的翅膀或者發出一些聲音。
光線感應：當LDR傳感器被觸發的時候讓RoboBrrd動起來。也許當兩個LDR都探測到黑暗的時候讓RoboBrrd躲起來！
嘰嘰喳喳：讓RoboBrrd發出各種聲音。或許可以讓它嘰嘰喳喳唱出一些旋律來。
被動表現：在RoboBrrd自己發呆的時候，讓它時不時地動動翅膀和嘴。這樣會讓路過的人知道它是“活”的，讓后來調戲它。
社交網絡：給RoboBrrd加一個Xbee然后讓它能與你的電腦、互聯網、甚至其他RoboBrrd互動！這是更高級的一個階段但會是非常有趣。關于這些可以在網站RobotGrrl.com上找到相關的代碼。
自定義動作：創造一些新奇有趣的表現吧。Just have fun!
向小伙伴兒們展示你的機器人吧！或者與其他制作者交流一下心得，大家的RoboBrrd都有什么功能？都用了什么元件？大家都有什么頭疼的或者好玩兒的bug？有什么挑戰？從中學到了什么？每個人都想知道這些。
好了，說了這么多，無論你是否學會了制作自己的RoboBrrd，無論你的小“鳥人”有多萌多丑多智能多蠢多可愛，我們希望你很享受動手制作和發明創造的過程！
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