机器人制作工具

1、第第6 6章章 机器人制作工具机器人制作工具机器人技术基础机器人技术基础华中科技大学华中科技大学校级公选课校级公选课引言引言-机器人的缔造者机器人的缔造者n机器人是如何出生的？机器人是如何出生的？n你想制作一个怎样的机器人？你想制作一个怎样的机器人？n请看机器人的制作工具。请看机器人的制作工具。使用工具的原则使用工具的原则n安全安全n安全安全n还是安全！还是安全！n为了自己的人身安全和他人的人身安全，为了自己的人身安全和他人的人身安全，一定要正确使用所有制作工具。一定要正确使用所有制作工具。1.1.基本工具基本工具n下面所提到的工具被认为是任何一个机器人工作间都必须下面所提到的工具被认为是任何

2、一个机器人工作间都必须具备的。除了钻床之外，所有的工具都是手持的。具备的。除了钻床之外，所有的工具都是手持的。n 1 1眼镜眼镜/ /护目镜护目镜n护目镜可以防止受到飞溅碎屑的伤害。护目镜可以防止受到飞溅碎屑的伤害。n环绕式的眼镜可以为你提供更好的防护。环绕式的眼镜可以为你提供更好的防护。n每个进入工作间的人都买一副眼镜。每个进入工作间的人都买一副眼镜。n对眼睛进行绝对可靠的保护是非常重要的，无论怎样强调对眼睛进行绝对可靠的保护是非常重要的，无论怎样强调都不过分。都不过分。2量具量具n最大量程为最大量程为5m的可收缩卷尺是非常方便的可收缩卷尺是非常方便的。的。n机器人的机构尺寸是要求非常精准的

3、，机器人的机构尺寸是要求非常精准的，要注意保护好尺子上的厘米刻度，这会要注意保护好尺子上的厘米刻度，这会对你的工作有帮助。对你的工作有帮助。n游标卡尺、三角板和丁字尺也是必须的。游标卡尺、三角板和丁字尺也是必须的。钢锯钢锯n制作机器人的主力工具之一。制作机器人的主力工具之一。n必须熟练运用一把带有坚固金属框架的钢锯。必须熟练运用一把带有坚固金属框架的钢锯。n选择能快速更换锯条，且可以安全固定锯条的选择能快速更换锯条，且可以安全固定锯条的钢锯。钢锯。n普通锯条的长度是普通锯条的长度是254mm254mm或者或者304.8mm,304.8mm,很多钢很多钢锯是可以调整长度的。锯是可以调整长度的。n

4、当加工金属材料时，推荐你使用小尺寸的锯条，当加工金属材料时，推荐你使用小尺寸的锯条，这是因为短的锯条更容易控制。这是因为短的锯条更容易控制。加工技巧：加工技巧：n如果参与加工的齿数太少，那么切削过程将变得如果参与加工的齿数太少，那么切削过程将变得困难而且令人疲惫；困难而且令人疲惫；n如果参与加工的齿数太多，从材料上掉下的碎屑如果参与加工的齿数太多，从材料上掉下的碎屑会阻塞锯齿并使其变钝。会阻塞锯齿并使其变钝。n作为一个基本原则，较软或较厚的材料需要使用作为一个基本原则，较软或较厚的材料需要使用粗齿距的锯条；粗齿距的锯条；n较硬或较薄的材料需要使用细齿距的锯条。较硬或较薄的材料需要使用细齿距的锯

5、条。n应该定期检查锯条的锯齿，特别是当你准备切割金属应该定期检查锯条的锯齿，特别是当你准备切割金属材料的时候。如果锯齿断了，那就应该更换锯条。若材料的时候。如果锯齿断了，那就应该更换锯条。若尝试着用残缺的锯条去加工，你只有花费更多的力气。尝试着用残缺的锯条去加工，你只有花费更多的力气。n出于方便性的考虑，在锯条插入时它的锯齿方向都是出于方便性的考虑，在锯条插入时它的锯齿方向都是朝前的。因此，当你推动锯子使其远离你时，锯条进朝前的。因此，当你推动锯子使其远离你时，锯条进行切削。行切削。n然而，并没有严格的规定要求你必须这样安装锯条。然而，并没有严格的规定要求你必须这样安装锯条。你可以尝试不同的安

6、装方式，看看怎样才更便于你切你可以尝试不同的安装方式，看看怎样才更便于你切割材料。割材料。n也许你会发现，当安装锯条时使锯齿方向朝向自己的也许你会发现，当安装锯条时使锯齿方向朝向自己的话，在你切割小块材料时会更容易控制。话，在你切割小块材料时会更容易控制。冲子冲子n 冲子用来做起始标记，以便于在木材和冲子用来做起始标记，以便于在木材和金属材料（不建议用于塑料材料，可能金属材料（不建议用于塑料材料，可能引起材料碎裂）上打孔。引起材料碎裂）上打孔。n也可以用一个尖的钉子作为替代品。也可以用一个尖的钉子作为替代品。n长期使用时，要注意把尖部打磨得锋利长期使用时，要注意把尖部打磨得锋利些。这样会使得在

7、材料表面做的标记更些。这样会使得在材料表面做的标记更加明显。加明显。台钻和电钻台钻和电钻n如果拥有一台带有全尺寸卡盘的电动钻床将是非常如果拥有一台带有全尺寸卡盘的电动钻床将是非常理想的。理想的。n不过对有限的某些工作来说，手动钻也很有效。不过对有限的某些工作来说，手动钻也很有效。n卡盘的尺寸大小决定了钻头柄部的直径。卡盘的尺寸大小决定了钻头柄部的直径。n小型机器人上的绝大多数工作只需要小型机器人上的绝大多数工作只需要6.350mm6.350mm或更小或更小的钻头就可以完成。的钻头就可以完成。n为了能有更大的灵活性，我倾向于使用为了能有更大的灵活性，我倾向于使用9.525mm9.525mm尺寸尺

8、寸的卡盘；的卡盘；n很少需要更大的很少需要更大的12.700mm12.700mm尺寸的卡盘。尺寸的卡盘。n加工提示：要尽量采用速度可调、能够反转的电钻。加工提示：要尽量采用速度可调、能够反转的电钻。钻床钻床n一个台式的或独立的钻床可以让你获得更为精确的孔。一个台式的或独立的钻床可以让你获得更为精确的孔。n所有的钻床都可以通过调整驱动带而改变速度。当加所有的钻床都可以通过调整驱动带而改变速度。当加工木材时适于用高速，而如果加工塑料或金属则应该工木材时适于用高速，而如果加工塑料或金属则应该用低速。用低速。n 如果钻床有电子速度控制的话会非常方便，但并不是如果钻床有电子速度控制的话会非常方便，但并不

9、是必须的。必须的。n使用这种钻床你不必调整带轮上的传动带的松紧度，使用这种钻床你不必调整带轮上的传动带的松紧度，而仅仅需要输入你想要的速度即可。而仅仅需要输入你想要的速度即可。n当你在加工不同材料时，应使用不同尺寸的钻头，这当你在加工不同材料时，应使用不同尺寸的钻头，这是非常重要的。是非常重要的。钻头（钻花）钻头（钻花）n可以购买一套不同规格的钻头，也就是所谓全系列长可以购买一套不同规格的钻头，也就是所谓全系列长度大的钻头套装。度大的钻头套装。n硬质钨合金钻头和钴钢钻头的使用寿命更长，但是在硬质钨合金钻头和钴钢钻头的使用寿命更长，但是在家里很难重新磨锐。家里很难重新磨锐。n只要保养得当，一套普

10、通的钢制麻花钻头也可以使用只要保养得当，一套普通的钢制麻花钻头也可以使用很多年。很多年。n典型的小功率钻头套装包括典型的小功率钻头套装包括2929个钻头，尺寸从个钻头，尺寸从0.397mm0.397mm为步长单位递增。为步长单位递增。n对于机器人制作中的大多数加工任务而言，你只需要对于机器人制作中的大多数加工任务而言，你只需要其中的三分之一部分钻头就可以完成。其中的三分之一部分钻头就可以完成。n但是拥有一整套钻头还是有好处的，以备万一比如开但是拥有一整套钻头还是有好处的，以备万一比如开一个大尺寸的孔时，则需要大直径的钻头。一个大尺寸的孔时，则需要大直径的钻头。n不推荐使用无钥匙卡盘的电钻，这类

11、电钻是通不推荐使用无钥匙卡盘的电钻，这类电钻是通过顺时针或逆时针（用手）旋转卡盘来紧锁。过顺时针或逆时针（用手）旋转卡盘来紧锁。n此外，紧锁卡盘时要确保卡住的部分是钻头的此外，紧锁卡盘时要确保卡住的部分是钻头的圆柄部分。圆柄部分。n不要把钻头插入的太深，以至于卡盘连同钻头不要把钻头插入的太深，以至于卡盘连同钻头的开槽部分一同紧锁。的开槽部分一同紧锁。n这样做的话很可能会导致钻头和卡盘损坏。这样做的话很可能会导致钻头和卡盘损坏。n标准的螺旋钻头尖部成标准的螺旋钻头尖部成118，可以在木材、，可以在木材、金属和多种塑料材料上钻孔。金属和多种塑料材料上钻孔。n沉头钻（钻头切削角为沉头钻（钻头切削角为

12、135）用于在硬材料）用于在硬材料和圆钢材上钻孔。和圆钢材上钻孔。n特殊钻头可以用来在木材上钻较大的孔，以及特殊钻头可以用来在木材上钻较大的孔，以及在不破坏材料的情况下在丙烯酸塑料上钻孔。在不破坏材料的情况下在丙烯酸塑料上钻孔。n这些钻头采用经过改造的尖端和切削槽，以便这些钻头采用经过改造的尖端和切削槽，以便于在塑料上打孔。于在塑料上打孔。虎钳与钳工台虎钳与钳工台钳工工作介绍钳工工作介绍n钳工作业主要包括：錾削、锉削、锯切、划钳工作业主要包括：錾削、锉削、锯切、划线、钻削、铰削、攻丝和套丝（螺纹加工）、线、钻削、铰削、攻丝和套丝（螺纹加工）、刮削、研磨、矫正、弯曲和铆接等。刮削、研磨、矫正、弯

13、曲和铆接等。n钳工是机械制造中最古老的金属加工技术。钳工是机械制造中最古老的金属加工技术。19世纪以后，各种机床的发展和普及，虽然世纪以后，各种机床的发展和普及，虽然逐步使大部分钳工作业实现了机械化和自动逐步使大部分钳工作业实现了机械化和自动化，但在机械制造过程中钳工仍是广泛应用化，但在机械制造过程中钳工仍是广泛应用的基本技术，的基本技术，其原因是：n划线、刮削、研磨和机械装配等钳工作业，至今划线、刮削、研磨和机械装配等钳工作业，至今尚无适当的机械化设备可以全部代替；尚无适当的机械化设备可以全部代替；n某些最精密的样板、模具、量具和配合表面某些最精密的样板、模具、量具和配合表面(如如导轨面和轴

14、瓦等导轨面和轴瓦等)，仍需要依靠工人的手艺作精密，仍需要依靠工人的手艺作精密加工；加工；n在单件小批生产、修配工作或缺乏设备条件的情在单件小批生产、修配工作或缺乏设备条件的情况下，采用钳工制造某些零件仍是一种经济实用的况下，采用钳工制造某些零件仍是一种经济实用的方法。方法。粗锉刀和细锉粗锉刀和细锉n粗锉刀被用来从工件表面去掉大量的材料，细粗锉刀被用来从工件表面去掉大量的材料，细锉则是在最后的整修阶段使用的。锉则是在最后的整修阶段使用的。n粗锉刀和细锉总共大约有粗锉刀和细锉总共大约有30003000种不同的形状、种不同的形状、尺寸和类型。尺寸和类型。n所以有一套可完成最基本加工任务的锉刀即可。所

15、以有一套可完成最基本加工任务的锉刀即可。n一个典型锉刀套装中应该包括一把圆锉、半圆一个典型锉刀套装中应该包括一把圆锉、半圆锉、方锉、平锉等等，其中长度从锉、方锉、平锉等等，其中长度从139.700mm139.700mm至至254.000mm254.000mm不等。不等。砂纸砂纸n砂纸是很容易买到的，粒度从非常粗糙的（砂纸是很容易买到的，粒度从非常粗糙的（5050粒度）到非常细的（超过粒度）到非常细的（超过300300粒度）都有。粒度）都有。n低粒度的砂纸通常用于打磨去除较大量的材料，低粒度的砂纸通常用于打磨去除较大量的材料，而高粒度的砂纸则用来完成最后的精细打光。而高粒度的砂纸则用来完成最后的

16、精细打光。n打磨软的塑料，例如硬质发泡打磨软的塑料，例如硬质发泡PVCPVC，可以使用，可以使用150175150175粒度的砂纸打磨。粒度的砂纸打磨。n金属可以使用金属可以使用250300250300粒度的湿粒度的湿/ /干砂纸进行打干砂纸进行打磨，使用时把砂纸用普通的水弄湿即可。磨，使用时把砂纸用普通的水弄湿即可。电子制作工具电子制作工具n在下面列出的工具中，只有电烙铁和万在下面列出的工具中，只有电烙铁和万用表（包括模拟和数字的）是确实必要用表（包括模拟和数字的）是确实必要的，其他的都属于可选工具。的，其他的都属于可选工具。剥线钳和水口钳剥线钳和水口钳n在电子工作台上常见的手工工具包括：在

17、电子工作台上常见的手工工具包括：剥线钳和剪线钳，剥线钳和剪线钳，n这两种工具使用的频率非常高这两种工具使用的频率非常高n由于有不同的用途，所以不要混用，以由于有不同的用途，所以不要混用，以免导致刀口受损。免导致刀口受损。电烙铁电烙铁n 电烙铁用于所有电子电器元件的日常焊接。电烙铁用于所有电子电器元件的日常焊接。n不要使用功率太高的电烙铁，否则过高的热不要使用功率太高的电烙铁，否则过高的热量会损坏元件。量会损坏元件。n大多数电烙铁都只有一个尖端，但是对于焊大多数电烙铁都只有一个尖端，但是对于焊接贴片元件或特殊元件是，则需要更多精细接贴片元件或特殊元件是，则需要更多精细和形状各异的烙铁尖。和形状各

18、异的烙铁尖。焊枪焊枪n当焊接任务比较繁重而需要更大功率时，你就有必当焊接任务比较繁重而需要更大功率时，你就有必要使用一个可瞬时接通的焊枪。要使用一个可瞬时接通的焊枪。n这包括在功率器件上焊接翼片，或者把两个金属元这包括在功率器件上焊接翼片，或者把两个金属元件焊接到一起。件焊接到一起。n大多数焊枪都一样，要通过按动一个触发器来快速大多数焊枪都一样，要通过按动一个触发器来快速打开或关闭加热。打开或关闭加热。n不要在精密的电子元件上用焊枪。这时焊枪产生的不要在精密的电子元件上用焊枪。这时焊枪产生的高温热量会毁坏大多数的电子元件，特别是集成电高温热量会毁坏大多数的电子元件，特别是集成电路和晶体管元件。

19、路和晶体管元件。n这时你可以用一个瓦数低的（这时你可以用一个瓦数低的（2525到到30w30w）电烙铁来）电烙铁来代替它完成这个工作。代替它完成这个工作。数字万用表数字万用表n数字万用表用于测量直流和交流电压、电流、数字万用表用于测量直流和交流电压、电流、电阻阻值和电路连通性，还可以测量电容、电阻阻值和电路连通性，还可以测量电容、二极管和三极管。二极管和三极管。n几乎所有数字电表都有一个优点，那就是有几乎所有数字电表都有一个优点，那就是有声音提示的电路连通检测。声音提示的电路连通检测。n如果电阻值是零时，电路被认为是导通的，如果电阻值是零时，电路被认为是导通的，电表会发出电表会发出“嘀嘀嘀嘀”

20、声以提示连通。声以提示连通。台式稳压可调电源台式稳压可调电源n当你开发电路时，应使用台式电源提供稳定干净的电当你开发电路时，应使用台式电源提供稳定干净的电流来给电路供电（一旦你确认电路工作正常，你就可流来给电路供电（一旦你确认电路工作正常，你就可以用电池进行试验）。以用电池进行试验）。 对可以可调节电压输出的电源来说，其调节范围至少对可以可调节电压输出的电源来说，其调节范围至少是是212V212V直流电压。直流电压。 可调电源的输出电流是可以设置为限流的。可调电源的输出电流是可以设置为限流的。 尽可能选择可调范围大，功率大的电源。尽可能选择可调范围大，功率大的电源。n可调电源应有直接显示的电压

21、、电流表，可以精确显可调电源应有直接显示的电压、电流表，可以精确显示输出电压值和电流值。示输出电压值和电流值。示波器示波器n示波器也是一个必备的仪器，它可以让你用眼睛直示波器也是一个必备的仪器，它可以让你用眼睛直接接“观察观察”电子信号。电子信号。n对电路设计和故障诊断来说，示波器是不可或缺的。对电路设计和故障诊断来说，示波器是不可或缺的。n要尽量选择带宽不小于要尽量选择带宽不小于30MHz30MHz的型号。的型号。n双路跟踪、数据存储以及延迟扫描等特征都非常好双路跟踪、数据存储以及延迟扫描等特征都非常好用。用。n手提式的数字示波器通常拥有诸如手提式的数字示波器通常拥有诸如50100MHz50

22、100MHz的带宽、的带宽、延迟扫描、数据存储等较齐全的功能。延迟扫描、数据存储等较齐全的功能。热熔胶枪热熔胶枪n热熔胶枪的喷胶头有小型和标准尺寸之分。热熔胶枪的喷胶头有小型和标准尺寸之分。n标准尺寸的热熔胶枪可以使用高温（相对低温而言）标准尺寸的热熔胶枪可以使用高温（相对低温而言）胶棒。胶棒。n对基本的粘接工作来说，标准的圆口喷胶头是非常对基本的粘接工作来说，标准的圆口喷胶头是非常合适的。合适的。n可以用这个喷胶头挤出一滴胶液，然后把要粘合的可以用这个喷胶头挤出一滴胶液，然后把要粘合的零件压紧使胶液涂开。零件压紧使胶液涂开。n要确认你选择的胶棒与你的胶枪的功率相匹配，否要确认你选择的胶棒与你

23、的胶枪的功率相匹配，否则等待胶棒融化的时间会很长，或根本融化不了。则等待胶棒融化的时间会很长，或根本融化不了。尼龙扎带尼龙扎带n尼龙扎带是最方便的固定方式尼龙扎带是最方便的固定方式n大多数情况下，尼龙扎带线缆或者电池大多数情况下，尼龙扎带线缆或者电池都是比较稳定的。都是比较稳定的。软管卡箍软管卡箍n软管卡箍是汽车上用来固定各种油管和软管卡箍是汽车上用来固定各种油管和水管的固定器件。水管的固定器件。n显然这种固定方式可以运用到机器人的显然这种固定方式可以运用到机器人的制作中来。制作中来。n例如用来固定直流电机。例如用来固定直流电机。常用粘合剂常用粘合剂-AB胶胶n丙烯酸酯丙烯酸酯ABAB胶又称为

24、双组分丙烯酸酯胶胶又称为双组分丙烯酸酯胶黏剂，第二代丙烯酸酯胶黏剂（黏剂，第二代丙烯酸酯胶黏剂（SGASGA），），反应性丙烯酸酯胶黏剂反应性丙烯酸酯胶黏剂 n是以甲基丙烯酸酯的自由基接枝共聚为是以甲基丙烯酸酯的自由基接枝共聚为基础的双组分胶黏剂基础的双组分胶黏剂 AB胶黏合特点胶黏合特点n1 1室温快速固化，且固化速度快。室温快速固化，且固化速度快。 n2 2使用方便，不需严格计量，利于手工调制。使用方便，不需严格计量，利于手工调制。 n3 3不需严格粘合面表面处理。不需严格粘合面表面处理。 n4 4可粘接材料广泛，有利于异型材料组装。可粘接材料广泛，有利于异型材料组装。 n5 5机械强度好。机械强度好。 n6 6耐温性好：耐温性好：-60-100 -60-100 n7. 7. 味道较为刺鼻味道较为刺鼻各类电动工具各类电动工具n前面介绍的都是手动工具，而电动工