文章目錄一、你今天第一件事什么都別買先量羽毛球二、第一臺(tái)機(jī)器長什么樣三、第一批采購控制在 500800 元A. 工具——以后整個(gè)機(jī)器人都要用B. 電源你千萬先不要買裸露的 220V 開關(guān)電源四、第一臺(tái)實(shí)驗(yàn)機(jī)只需要一個(gè)電機(jī)[GM37 Geared Motor w/ Encoder - 24V 60RPM](https://www.robotshop.com/products/e-s-motor-gm37-geared-motor-w-encoder-24v-60rpm?utm_campaignopenai_catalogutm_contentproduct_cardutm_mediumfeedvariant42361597362337utm_sourcechatgpt.com)五、第一階段甚至不要 STM32六、機(jī)械件第一次怎么買第一臺(tái)框架凍結(jié)為七、最重要的雙皮帶結(jié)構(gòu)我給你把尺寸先定下來八、必須做成“間距可調(diào)”九、傳動(dòng)軸和軸承怎么買十、但軸承支架別讓你自己設(shè)計(jì)十一、第一次通電到底怎么操作十二、然后先手轉(zhuǎn)機(jī)械不要馬上接電機(jī)十三、第一顆羽毛球怎么測(cè)試十四、現(xiàn)在輪到你發(fā)揮算法工程師優(yōu)勢(shì)了十五、第一個(gè)驗(yàn)收門檻十六、等定向成功才做“自動(dòng)疊球”十七、什么時(shí)候才開始做“地面撿球”十八、你現(xiàn)在暫時(shí)不要買這些東西十九、第一階段的完整采購金額二十、你接下來按這個(gè)順序做我們現(xiàn)在開始按“你只懂代碼、硬件零基礎(chǔ)”來推進(jìn)而且我建議把第一階段再縮小一級(jí)你第一件要做的不是“撿球機(jī)器人”而是一臺(tái)桌面上的“羽毛球自動(dòng)定向 疊球?qū)嶒?yàn)機(jī)”。先證明“亂姿態(tài)羽毛球 → 球頭統(tǒng)一向下 → 自動(dòng)進(jìn)入球筒”這個(gè)最核心、最不確定的機(jī)械問題。底盤、YOLO、RK3588、STM32、電池全部先不買。公開原型也支持這種拆解思路已有羽毛球收集器往往經(jīng)歷多輪機(jī)械結(jié)構(gòu)迭代有項(xiàng)目從刷輪、垂直撥取一直試到水平拉入結(jié)構(gòu)說明真正需要實(shí)驗(yàn)的是機(jī)械接觸方式而不是算法現(xiàn)有開源機(jī)器人已經(jīng)把視覺、底盤、編碼器、狀態(tài)機(jī)等做得比較成熟后面我們可以直接參考。(科學(xué)學(xué)院)一、你今天第一件事什么都別買先量羽毛球這一步非常重要而且很適合你——把機(jī)械問題先變成“數(shù)據(jù)問題”。BWF 的規(guī)則范圍是羽毛裙直徑58–68 mm球頭直徑25–28 mm羽毛長度 62–70 mm整球只有約 4.74–5.50 g。(羽毛球網(wǎng))這也是為什么“雙皮帶定向”有可能非常好用兩條皮帶之間留一個(gè)“球頭能掉下去、羽毛裙掉不下去”的間隙。已有自動(dòng)撿球?qū)＠鞔_采用了這個(gè)原理并把皮帶間距設(shè)計(jì)成可調(diào)。(谷歌專利)你先找至少 10 個(gè)羽毛球最好 2–3 個(gè)品牌再找一個(gè)正常羽毛球筒。然后買一把幾十元的數(shù)顯游標(biāo)卡尺。每個(gè)球測(cè)這幾個(gè)尺寸編號(hào)羽毛裙最大直徑 D球頭最大直徑 d整球長度 L品牌/型號(hào)12…10再測(cè)球筒內(nèi)徑、球筒長度、12 個(gè)球正常疊起來的總長度。這將成為我們的第一份“機(jī)械數(shù)據(jù)集”。你不用等所有配件到齊。今天就可以完成這一步。二、第一臺(tái)機(jī)器長什么樣我們第一臺(tái)東西甚至沒有輪子P0-1 桌面實(shí)驗(yàn)臺(tái) 手工放入羽毛球 ↓ ┌───────┐ │ 導(dǎo)向漏斗 │ └───┬───┘ ↓ ┌────────────────────────┐ │ │ │ ═══════════════ │ ← 左皮帶 │ │ │ 羽毛裙 │ │ \ / │ │ \ / │ │ ● │ ← 球頭垂下 │ │ │ ═══════════════ │ ← 右皮帶 │ │ └────────────────────────┘ ↓ 透明導(dǎo)向筒 ↓ 第1個(gè)羽毛球 ↓ 第2個(gè)羽毛球 ↓ 第3個(gè)羽毛球它只驗(yàn)證三件事情定向、輸送、疊球。第一版我們甚至不用“從地上撿”。因?yàn)槿绻白詣?dòng)整理 疊球”搞不定把機(jī)器人造出來也沒意義。三、第一批采購控制在 500800 元下面這批東西就是我建議你第一次買的。A. 工具——以后整個(gè)機(jī)器人都要用東西推薦規(guī)格大概價(jià)格數(shù)顯游標(biāo)卡尺0–150 mm / 0.01 mm￥30–80數(shù)字萬用表自動(dòng)量程即可￥50–100剝線鉗普通即可￥20–30壓線鉗冷壓端子款￥30–50內(nèi)六角1.5–6 mm￥20十字/一字螺絲刀小套裝￥20扎帶若干￥10電烙鐵暫時(shí)不用。B. 電源你千萬先不要買裸露的 220V 開關(guān)電源你是電氣零基礎(chǔ)我不建議第一步碰這種┌─────────────────┐ │ L N PE V V- │ │ 裸露220V端子 │ └─────────────────┘雖然便宜但沒必要增加風(fēng)險(xiǎn)。第一階段我更推薦0–30V / 5A 可調(diào)直流實(shí)驗(yàn)電源帶限流功能。大概￥200350。它就像“電機(jī)領(lǐng)域的調(diào)試器”。你可以旋鈕控制Voltage 6V Current limit 1A以后慢慢升12V 18V 24V發(fā)生短路實(shí)驗(yàn)電源會(huì)限流而不是一下子燒東西。這筆錢值得花。四、第一臺(tái)實(shí)驗(yàn)機(jī)只需要一個(gè)電機(jī)不要一上來買八個(gè)。先買37 mm 有刷直流減速電機(jī)規(guī)格額定電壓24V 輸出轉(zhuǎn)速約 60 rpm 功率不用很大 輸出軸最好6 mm D軸編碼器有沒有都可以。第一階段完全不用編碼器。60 rpm 是有計(jì)算依據(jù)的。假設(shè)皮帶主動(dòng)輪節(jié)圓直徑大約 25.5 mm圓周約π × 0.0255 ≈ 0.080 m \pi \times 0.0255 \approx 0.080mπ×0.0255≈0.080m60 rpm 1 r/s。所以皮帶速度 ≈ 0.08 m/s。正好落在我們希望的低速、柔和輸送區(qū)域。下面這個(gè)產(chǎn)品卡只是讓你認(rèn)識(shí)“37 mm / 24 V / 60 rpm 減速電機(jī)”長什么樣不用從國外買這個(gè)國內(nèi)搜同規(guī)格即可。GM37 Geared Motor w/ Encoder - 24V 60RPMUS$15.58淘寶/1688 搜索關(guān)鍵詞直接寫37GB減速電機(jī) 24V 60轉(zhuǎn) 6mm軸幾十元級(jí)別就行。五、第一階段甚至不要 STM32這個(gè)很重要。我們用一個(gè)DC 6–30V / 10A PWM 調(diào)速器帶旋鈕。二三十元。長這樣┌──────────────────┐ 24V ──→│ VIN OUT├──→ Motor 24V - ──→│ VIN- OUT-├──→ Motor - │ │ │ ○旋鈕 │ └──────────────────┘于是你的第一套控制系統(tǒng)就是實(shí)驗(yàn)電源 │ ↓ 保險(xiǎn)絲 │ ↓ 急停/電源開關(guān) │ ↓ PWM旋鈕調(diào)速器 │ ↓ 24V減速電機(jī)沒有一行代碼。這是故意的。我們先區(qū)分機(jī)械問題和控制問題。否則球卡住了你會(huì)不知道到底是機(jī)械結(jié)構(gòu)不行、電機(jī)不行、PWM不行還是代碼不行。六、機(jī)械件第一次怎么買我建議全部使用2020 鋁型材。為什么特別適合你因?yàn)樗裼布娴臉犯擤癌ぉぉぉぉぉぉぉぉぉぉ?│ │ │ 2020 │ │ │ └──────────┘ T型螺母可以在槽里隨便移動(dòng)設(shè)計(jì)錯(cuò)了不用重新加工。松開螺絲當(dāng)前位置 ↓ ────────●──────── 改成 ────────────●────就行。這對(duì)于我們的“實(shí)驗(yàn)機(jī)”特別重要。第一臺(tái)框架凍結(jié)為長380 mm 寬220 mm 高約180 mm第一批型材讓商家直接切好材料長度數(shù)量2020型材380 mm22020型材220 mm42020型材180 mm4然后M5 T型螺母約 50 個(gè)M5×8 / M5×10 螺絲各約 302020直角連接件約 12 個(gè)。不用自己鋸。七、最重要的雙皮帶結(jié)構(gòu)我給你把尺寸先定下來我們第一版買GT2閉環(huán)同步帶 周長600 mm 寬度9 mm 數(shù)量2配GT2 40T同步輪 8 mm孔 數(shù)量440T GT2 同步輪節(jié)圓直徑約25.5 mm。兩個(gè)軸中心距離大約設(shè)計(jì)260 mm。所以結(jié)構(gòu)俯視圖 主動(dòng)軸 從動(dòng)軸 │ │ ▼ ▼ OO 左 GT2 皮帶 ← 34mm → OO 右 GT2 皮帶 ↑ 中心通道注意34 mm 不是最終答案。只是初始實(shí)驗(yàn)值。為什么從 34 mm 開始因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)球頭最大約 28 mm而羽毛裙最小約 58 mm。(羽毛球網(wǎng))所以28 mm 34 mm 58 mm理論上球頭能穿過去羽毛裙穿不過去這就是整個(gè)機(jī)械定向原理。八、必須做成“間距可調(diào)”這里千萬別焊死。我們需要測(cè)試30 mm 32 mm 34 mm 36 mm 38 mm 40 mm最后根據(jù)實(shí)驗(yàn)選最佳。已有專利結(jié)構(gòu)同樣強(qiáng)調(diào)通過調(diào)整傳動(dòng)輪軸向位置改變兩條橡膠帶的間距以適應(yīng)不同羽毛球。(谷歌專利)所以我們的主動(dòng)軸實(shí)際上長這樣8mm軸 ─────[輪]────────[輪]───── ? ? 可以左右滑動(dòng) ↓ 緊定螺絲鎖住你用游標(biāo)卡尺量兩個(gè)皮帶內(nèi)側(cè)距離 34.0mm鎖緊。就完成一次參數(shù)配置。這其實(shí)跟你調(diào)belt_gap34沒什么本質(zhì)區(qū)別只不過這里是物理參數(shù)。九、傳動(dòng)軸和軸承怎么買第一版8mm光軸 長度約250 mm 數(shù)量2 608ZZ軸承 8×22×7 mm 數(shù)量4軸主動(dòng)軸 ↓ ════════════════ 從動(dòng)軸 ↓ ════════════════主動(dòng)軸的一端通過6 mm → 8 mm 聯(lián)軸器連接減速電機(jī)。電機(jī) [ MOTOR ] │6mm ▼ [聯(lián)軸器] │8mm ▼ ══════════════ 主動(dòng)軸這樣你第一次就會(huì)理解電機(jī)不是直接“帶機(jī)器人”。它只負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)動(dòng)一根軸。軸再帶同步輪。同步輪再帶皮帶。這就是機(jī)械傳動(dòng)。十、但軸承支架別讓你自己設(shè)計(jì)這部分我們后面直接3D 打印。你不用有打印機(jī)。淘寶很多3D打印代打 PLA PETG幾十塊錢就能打印。我們做四個(gè)簡單軸承座┌───────────┐ │ ? │ ← 608軸承 │ │ └───┬───┬───┘ │ │ 2020型材以及一個(gè)37GB電機(jī)支架我下一步可以直接按照這套尺寸給你做參數(shù)化 CAD 結(jié)構(gòu)你拿 STEP/STL 給打印店不需要自己先學(xué) Fusion360。十一、第一次通電到底怎么操作這個(gè)你嚴(yán)格按照順序來。唯一的接線可調(diào)實(shí)驗(yàn)電源 紅色 │ ↓ 保險(xiǎn)絲 │ ↓ PWM調(diào)速器 VIN 黑色 - │ └────→ PWM調(diào)速器 VIN- PWM OUT ───→ 電機(jī)紅線 PWM OUT- ───→ 電機(jī)黑線第一次不要裝皮帶。讓電機(jī)空載。把 PWM 旋鈕調(diào)到最小。實(shí)驗(yàn)電源先Voltage 6 V再開機(jī)。慢慢轉(zhuǎn) PWM。確認(rèn)電機(jī)沒有異常聲音沒有發(fā)熱軸正常旋轉(zhuǎn)。再試12 V最后才24 V方向反了怎么辦斷電。交換電機(jī)兩根線。紅 ? 黑電機(jī)方向就反了。就這么簡單。十二、然后先手轉(zhuǎn)機(jī)械不要馬上接電機(jī)你的第一套機(jī)械結(jié)構(gòu)裝完以后先用手轉(zhuǎn)主動(dòng)軸。你應(yīng)該能夠輕松看到手轉(zhuǎn)主動(dòng)軸 ↓ 兩條皮帶一起運(yùn)動(dòng) ↓ 從動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)同時(shí)檢查皮帶有沒有跑偏有沒有摩擦型材軸有沒有明顯卡頓兩個(gè)同步輪有沒有松。只有手轉(zhuǎn)完全正常以后才接電機(jī)。這是以后整個(gè)項(xiàng)目都要堅(jiān)持的習(xí)慣機(jī)械先驗(yàn)證自由運(yùn)動(dòng) → 再通電。十三、第一顆羽毛球怎么測(cè)試不要一下丟十個(gè)。先拿一個(gè)。第一種羽毛朝上 球頭朝下 \ / \ / ● ↓ ════════ ════════看看能不能正常向前。然后羽毛球橫著放。再然后球頭朝左球頭朝右羽毛端先進(jìn)入球頭端先進(jìn)入斜著 45°。最終我們定義五種典型初始狀態(tài)狀態(tài)姿態(tài)A球頭朝前B羽毛朝前C橫向左D橫向右E斜向進(jìn)入十四、現(xiàn)在輪到你發(fā)揮算法工程師優(yōu)勢(shì)了別憑感覺說“好像效果不錯(cuò)。”我們直接做實(shí)驗(yàn)矩陣。第一輪固定gap 34 mm motor 60 rpm每種姿態(tài)20 次。一共100 次。CSVtrial,input_pose,gap_mm,rpm,success,jam,damage,time_s 1,A,34,60,1,0,0,1.42 2,A,34,60,1,0,0,1.36 3,B,34,60,0,1,0,5.00 ...然后 Pythonsuccess_rate jam_rate damage_rate mean_time機(jī)械研發(fā)瞬間變成你熟悉的東西。十五、第一個(gè)驗(yàn)收門檻只有達(dá)到下面標(biāo)準(zhǔn)我們才繼續(xù)做“撿球機(jī)構(gòu)”。指標(biāo)P0-1目標(biāo)自動(dòng)定向成功率≥95%堵球率≤3%明顯損傷率0%單球處理時(shí)間?? s如果出現(xiàn)B姿態(tài)成功率只有70%不慌。我們調(diào)gap 34 → 32 speed 60 → 45 入口角度 0° → 10°重新跑實(shí)驗(yàn)。這跟調(diào)模型超參數(shù)基本一樣。十六、等定向成功才做“自動(dòng)疊球”第二階段 P0-2 非常簡單。皮帶出口下面加一個(gè)導(dǎo)向漏斗兩條皮帶 ════════ ════════ ↓ 羽毛球 ↓ \ / \ / \ / \ / │ │ │ │ │ │ 球筒這時(shí)候先別迷信我之前說的 74 mm。以你實(shí)際測(cè)出來的球和球筒數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。我們?cè)O(shè)計(jì)三種內(nèi)徑D1 D2 D1 2mm D3 D1 4mm做三根短透明測(cè)試筒?？纯茨膫€(gè)能自己落下哪個(gè)容易卡羽毛哪個(gè)疊得最緊哪個(gè)最后容易拿出來。這是我們的第二個(gè)機(jī)械超參數(shù)實(shí)驗(yàn)。十七、什么時(shí)候才開始做“地面撿球”等這個(gè)鏈路成功人工隨便放球 ↓ 自動(dòng)定向 ↓ 自動(dòng)輸送 ↓ 自動(dòng)疊4~6個(gè)球我們才進(jìn)入 P0-3地上的球 ↓ 柔性滾輪 ↓ 斜輸送帶 ↓ 單球化 ↓ P0-1定向機(jī)構(gòu) ↓ P0-2球筒這時(shí)才開始研究TPU 撥片刷輪柔性葉片滾筒高度入口角度。已有公開實(shí)驗(yàn)其實(shí)給了我們一個(gè)提醒不同拾球方式表現(xiàn)差異很大一個(gè)項(xiàng)目最終發(fā)現(xiàn)水平拉入比前面的刷式和垂直撥取結(jié)構(gòu)更適應(yīng)羽毛球隨機(jī)朝向因此拾球機(jī)構(gòu)也應(yīng)該做成可更換實(shí)驗(yàn)?zāi)K而不是第一次就焊死。(科學(xué)學(xué)院)十八、你現(xiàn)在暫時(shí)不要買這些東西第一階段我明確建議你不要買RK3588、Jetson、STM32、ESP32、攝像頭、雷達(dá)、IMU、編碼器底盤、鋰電池、麥克納姆輪、四個(gè)行走電機(jī)、PCB。你現(xiàn)有的 4060 Ti 更完全用不上。現(xiàn)在GPU使用率 0%才是正確狀態(tài)。十九、第一階段的完整采購金額如果你什么工具都沒有大概項(xiàng)目預(yù)算游標(biāo)卡尺￥40萬用表￥60可調(diào)實(shí)驗(yàn)電源￥250減速電機(jī)￥50PWM調(diào)速器￥202020型材￥1008mm軸軸承￥50GT2皮帶輪￥60聯(lián)軸器￥15螺絲/T螺母￥50線材/端子/保險(xiǎn)￥503D打?。?0–100大約￥700 左右。已經(jīng)有工具的話核心實(shí)驗(yàn)機(jī)本體可能只需要￥300400。所以第一次失敗也完全可以接受。二十、你接下來按這個(gè)順序做這是目前唯一需要你執(zhí)行的 checklist今天找 1020 個(gè)羽毛球和正常球筒用游標(biāo)卡尺測(cè)尺寸把結(jié)果發(fā)給我。同時(shí)下單可調(diào)實(shí)驗(yàn)電源、萬用表、24V 60rpm 37GB 電機(jī)、PWM 調(diào)速模塊。先完成“一個(gè)電機(jī)安全轉(zhuǎn)起來”不接任何機(jī)械。我根據(jù)你的實(shí)測(cè)羽毛球尺寸把P0-1 雙皮帶定向機(jī)構(gòu)正式定尺寸。我再給你出第一版CAD/3D打印件、鋁型材切割表、螺絲表和裝配圖。你按圖像搭積木一樣組裝。手轉(zhuǎn)正常后接電機(jī)。跑第一輪 100 次定向?qū)嶒?yàn)把 CSV 給我我們一起調(diào)gap / rpm / guide_angle。其中最重要的是第 1 步。先不要去淘寶買一整車零件。你先買一把卡尺拿你將來真正會(huì)使用的羽毛球給我測(cè)出羽毛裙最大直徑、球頭直徑、整球長度、現(xiàn)有球筒內(nèi)徑以及 12 個(gè)正常嵌套后的總長度。把這些數(shù)字發(fā)我以后我下一步就不再給你講概念了直接開始給你定P0-1 的機(jī)械尺寸與 CAD 結(jié)構(gòu)。你可以把它理解成我們正式開始做第一版硬件。