相撲機器人：撲倒與被撲倒的角力手工電子DIY教程

DIYer:AlphaFire 製作時間:1周-3個月，視投入時間而定 製作難度:★★★★☆ GEEK指數:★★★★★

這個看起來不怎麼像我們印象裡日本相撲運動員的相撲機器人是一群來自明尼蘇達州羅契斯特的Century高中的高中生們參加2011年三月份的Science Olympiad的州賽的參賽作品。雖然在32個隊伍裡面只拿到了25名，不過這位DIYer還是要向大家展示一下，DIY的過程雖然辛苦，但是也是樂趣無窮的。

以下是對Science Olympiad大賽的一些簡介：

Science Olympiad大賽是一個基於團隊合作的科學性質大賽，參賽的專案有“研究項”、“實驗項”和“製作項”等等。相撲機器人蔘加的就是“製作項”的比賽。聽起來很玄乎的相撲機器人比賽實際上是兩個機器人要在大賽中展現將對方推出相撲環的真功夫。

接下來AlphaFire同學要帶著他們的相撲機器人去參加北威州的比賽了。

 

1   不那麼簡的簡介 

 

有關Science Olympiad和相撲機器人比賽的一些拓展閱讀：Science Olympiad，如前所述，是一個基於團隊合作的科學性質的比賽，主辦單位會邀請一些專家來主持比賽。按照 ScienceOlympiad的官網 介紹的，這個比賽已經有27年的歷史了，而且“帶動了科教的改革”。會根據學歷或者年齡段分組，比如高中生參加的是高中分組的比賽。參賽的高中生們組成一個個的團隊，一個團隊有15名成員，各個成員也可以參與其他專案的比賽。比賽專案五花八門，有“實驗項”比如說化學實驗或者法醫取證；“研究項”比如鳥類學論文和化石研究以及“製作項”比如” Mission Possible”或者相撲機器人這種。看起來也不是很複雜的對吧。相撲機器人這個環節的比賽，主要就是要求參賽兩方各自制作一個機器人，這兩個夥計在比賽中要奮力把對方從相撲環裡推出去，自己還得留在相撲環裡，萬一不小心自己也跑出去了，能在5秒之內跑回來也行。比賽過程中不能故意讓機器人停止15秒以上，眼睛雪亮的專家們可都在看著你呢。 

2   製作靈感 

 

作為16歲的高中生，連去上科班的年紀都沒到，製作靈感是來自於Science Olympiad官網的百科。這位AlphaFire同學從論壇來到了 一位Geek的根據地 這位Geek老兄從前做過一個名叫Harpy I的相撲機器人，有詳細的教程，AlphaFire的靈感大部分就來自這裡。在一些專業人士和業餘愛好人士的指導下，AlphaFire同學順利的完成了這個看起來有一點點天然呆的相撲機器人。 

3   材料原定計劃是$100，不過遺憾的是，$100未能搞定，這些同學們在各自父母的支援下，用了大概$200。（編注：有萬能的淘寶，我天朝各位擅長省錢的Geek們，相信你們肯定花不了這麼多錢，比如說我肯定會搶我表弟的四驅車和我表哥的遙控飛機然後全部拆掉，哈哈。） 

3.1   電子元件 

○ 1個 GWS 4-通道遙控發射/接收器

 

○ 2個 Tazer 15T前/後向電子變速器

 

○ 2個 GWS EPS-350C(遙控模型飛機的馬達)

○ 2個 模型飛機馬達的導線(從舊的模型飛機電池上拆下來的)

 

○ 1個 京商(Kyosho)#14接線(電池延長線，帶接線插口的)

○ 1個 田宮(Tamiya)#14接線(一組是兩根)(要焊接，不熟練的同學請多備導線)(這兩個都是知名模型廠商)

 

○ 1個 兩個泡沫輪胎

○ 1個 7.2 V NiMH 遙控飛機用電池(各位同學沒有遙控飛機難不成還去買一個，自己隨意吧，直流電池能用的就行啦)

○ 4個 AA電池

 

 

 

3.2   結構材料○ 松木板

○ 束線帶(就是用來把導線紮在一起的)

 

○ 1/4英寸厚度的有機玻璃

○ 小號木螺絲

○ 螺絲數個(或者其他的重物，這是用來配重的)

 

○ 定位螺母

 

○ 捆綁接頭(就是那種固定馬達用的)

 

4   注意事項AlphaFire同學用的是GWS模型飛機馬達，不過初賽的時候這個馬達卻讓他連輸了兩場。第一場是因為這個馬達的轉矩太小，根本拗不過對手。第二場是因為馬達轉速太大，導致定位左邊輪子的定位螺母鬆掉，於是左輪脫落，只能靠右邊的輪子移動。如果你不想自己和齒輪打交道的話，你可以買一個模型飛機變速箱試試(所以還是專業一點的玩具車馬達比較好吧)。不過論壇的有經驗筒子們推薦電螺絲刀的馬達，這個比較好用。(相撲機器人我覺得完全可用四驅車來改裝的嘛，加一個斜坡鏟就行了，不過這肯定不符合參賽規定，而且這麼簡單也就不好玩啦) 

5   焊接這一步是焊接用於連線馬達和電子變速器的接線。 

 

 

用剝皮鉗把導線的皮剝掉。 

色和紅色的接在一起，黑色的和黑色的接在一起。把導線剝出來的金屬部分擰在一起。 

把接觸部分焊起來。 

相信各位資深DIYer都很輕車熟路了，不過對於不熟練的同學還請小心謹慎，焊槍可是不長眼的 （編注：焊線的話電烙鐵更常用些），所以可以在焊的時候像AlphaFire同學一樣用夾子夾住固定。然後把塑料皮再蓋回去，不過如果剝皮的時候剝多了，可以用絕緣膠帶分別的把兩根導線焊接的部位纏住，不然可是會短路的。（我大三的時候上電工課可是親身經歷過的，一個姑娘她沒有把導線用絕緣膠裹上，而且她還通著交流電，然後讓我幫她焊。我剛拿把電路板拿起來，只聽砰的一聲，我的右手靠近烙鐵的地方被均勻的覆蓋了焊錫……那老師緊張得直接讓我通過了不要做實驗了> 

為了保證電壓一樣，兩個變速器是並聯供電的，加在兩個變速器兩端的電壓都是7.2V。具體操作步驟：把#14號導線的末端的塑料皮都剝掉。三根紅色導線的末端都擰在一起。把這三根導線焊在一起（三根的還請焊牢固一點）。黑色導線也一樣操作。(像我這種看到一個點接出三根導線就暈的人，肯定會不遺餘力多買幾根線，以保證我不會因為暈電路而半途而廢)。 

 

6   輪子圖中所示是裝反了的，同學們不要這麼裝。 

 

把模型飛機馬達軸上的帽子直接扯下來。 

把電機軸上的螺母和墊圈下下來。然後把一個定位螺母旋到電機軸的末端。 

把車輪上到電機軸上去，轂蓋一側朝裡（朝著馬達的），圖中所示是裝反了的。 

這麼裝是不對滴，輪子要反過來。 

這麼裝也是不對滴。 

這麼裝才是正道 

輪子兩側都是有定位螺母的，把兩個定位螺母擰緊，這樣輪子就定位好了。可以開動馬達，用手或者扳手擰著輪子和螺母上緊，這樣固定得就比較牢了。 

7   基座鋸個6.5英寸x 6英寸見方的有機玻璃作為基座。如最後一張圖所示，在6.5英寸長度的兩條邊上都開一個0.5英寸的槽，槽距離6英寸的那條邊1.5英寸，以便馬達好固定。 

 

切一條6.5英寸長，橫截面是1cm x 1cm的木棒，這個是要插在固定馬達用的那個捆綁接頭的方孔中起到固定作用的。(@@暈了暈了，各位同學自己看圖會意吧)。保證所有的機械連線是牢固的。 

 

把有機玻璃的防護貼紙去掉。如第一張圖所示，在框出來的兩個位置打兩個孔，要穿過變速箱的塑料殼和木棍還有有機玻璃。在打的兩個孔裡面上螺絲以固定住這些部件。 

8   裝配鋸一塊2.5英寸x 6英寸見方的有機玻璃作為背板。用線鋸在這塊有機玻璃上開一個1英寸x 0.5英寸的槽，距離兩端都是2.75英寸。 

 

鋸兩塊2英寸x 2英寸的方形有機玻璃。 

鋸兩塊木條（就是前面把馬達連起來的那種6.5英寸的，用於將那兩塊方形的有機玻璃固定）。把一塊木板放在基座上馬達的後面，然後在在背板上面打兩個孔(用來固定木板，所以孔要穿過背板打到木板裡面去)。用兩個螺絲把背板和木板固定。 

第二塊木板放在距離有機玻璃底部1英寸處(就是兩塊木板之間的間距大概是5/8英寸)。再打兩個穿過木板到有機玻璃的孔。把第二塊木板拿開，把那兩塊方形的有機玻璃放上去。把那兩塊2英寸見方的有機玻璃，分別對稱的放在木板的兩端。有機玻璃和木板上面的螺絲孔應該能恰好對得上。 

 

再在那兩塊有機玻璃上打兩個孔（就是這兩塊小的方形有機玻璃總共需要打四個孔來固定）。 

用螺絲將有機玻璃固定在木板上。把已經固定上了方形有機玻璃的木板固定在背板上，方形有機玻璃朝上。最後把已經裝配好了的背板固定在基座上。 

9   正面的斜坡鋸一塊3.5英寸的木條。用輔鋸箱（輔鋸箱的刀片角度為30°）鋸出一個銳角為30°的直角三角形木塊，30°正對的那條邊為2英寸。鋸一塊6.5英寸x 5英寸x 3/8英寸的木條。 

 

把木條放在三角形木塊的背面，三角形木塊在木條的兩端。打上兩個孔，用螺絲將木條和木塊固定，不是上面的圖上這樣的，看成品圖可以看到，只用到了兩個三角形木塊的。如果螺絲不夠長，可以打一個外徑比螺絲大的錐形孔，這樣螺絲可以擰到木條裡面去。 

 

把已經連好的這個結構放到基座上，連線三角木塊的木條放在那兩塊方形的有機玻璃的下面。通過那兩個方形的有機玻璃上打兩個孔，把它們和木條用螺絲固定起來。 

把基座翻轉過來，如圖位置，在基座上打四個孔，用螺絲把這兩個三角形木塊和基座固定在一起。 

10   電子元件裝配把電子變速器用導線連起來。用電工膠把導線露出的部分分別纏起來，用束線帶把導線束在一起。把馬達導線和電子變速器的導線接在一起。把電池的導線、電子變速器的開關、遙控器接線都通過基座上開的槽接出來。 

如圖所示，所有的線都可以藏在這裡。 

 

 

電子變速器背面是有雙面膠的(沒有的話可以自己用雙面膠)，把電子變速器固定在圖示位置，變速器的邊距離背板2.75英寸。 

11   正面的楔形鋸一塊6.375英寸x 11.5英寸的有機玻璃。這塊有機玻璃的11.5英寸那條邊其中的一條，磨/切割出一個45°的斜面(就是貼近地面的那個面，這樣剷起來就更方便了，和地面的接觸就更好了)。切一塊5.25英寸x 1英寸的有機玻璃條，用來形成一個存放配重的空間。 

把這塊5.25英寸x 1英寸的有機玻璃條放在基座上，恰好就是在變速器的前面。把基座的前面一部分都用配重物品填上(螺絲釘啊什麼的，只要夠重就行，這樣相撲機器人的不會因為重心偏後跑著就仰倒了)。 

把大的有機玻璃放在楔形木塊上，打四個孔，用螺絲固定。 

在斜坡和地面接觸的那個面，儘量用砂紙打磨，使得其和地面是平行平面接觸的，但是斜坡的表面是要光滑的。 

12   電池和斜坡的頂部鋸兩塊0.875英寸x 0.875英寸x 0.625英寸的木塊。鋸一塊1.5英寸x 11.5英寸的有機玻璃條。 

把這兩個木塊放在有機玻璃塊的外面。通過背板到木塊打兩個孔，用螺絲把木塊固定在背板上。 

把有機玻璃條放在木塊的背後，打孔，用螺絲固定住。電池放在如圖所示的槽中，用束線帶固定住。電子變速器的線和遙控接收器的線通過通道2和3接起來。把接收器用雙面膠粘在電池的頂部。把開關粘在有機玻璃條的背面。 

把各種導線固定好，保證電路沒錯，不會短路也不會斷路。 

13   遙控器 

 

給遙控器上電池，給機器人的電池充電控制器的換向應該設定為：

1-off (下)2-off (下)3-on  (上)4-off (下)

如果控制方向不對的話，可能是變速器的通道接錯了。因為AlphaFire同學用的是模型飛機的遙控器，這種遙控器是比較難操作，所以有操作困難的同學，可以像AlphaFire同學一樣，用三根橡皮筋如圖所示的綁在操縱桿上，這樣操作就順手多了。