最近忙于打造FPGA版WALL-E 瓦力机器人绝对原创绝对极客！

时间：10-02 整理：3721RD 点击：

      最近忙于打造FPGA版WALL-E 瓦力机器人，以前也搞过些简单的机器人，但都不是很满意，所以决心打造一款经典的机器人，那就是机器人总动员中的瓦力了。霹雳5号结构有点复杂，不好安装内部设备，难度太大。
   这个机器人分三大块任务，一是机身结构部分的制作，二是电路方面的设计，三是FPGA程序方面的设计。机械结构搞了个月了，买了好多工具及配件。结构还没有弄完。
   先发点图片给大家看看，等全部搞完再拍照片和视频。
   大概说下这个机器人怎么工作的，首先我手头有华科尔DEVO10遥控器及10通道接收，还有有一块XILINX公司的Spartan6系列的XC6SLX9芯片开发板，将接收连接到开发板IO口上，通过FPGA解码各通道PPM信号，进而控制电机驱动模块，及头部手臂舵机模块。通过遥控器控制机器人油门左右转圈，头部动作及手臂动作。做好再详细说了。
   先发点照片给大家看看，外壳加工实在麻烦，什么都要自己手工搞。

      FPGA版WALL-E 瓦力机器人电路部分介绍
      这些天业余时间继续制作瓦力机器人，搞死人了，外壳机械部分还没有完全做好，头部还要加工和打磨，身体前后部分还有面板要设计加工，顶上的面板还没有固定，还要打孔，保险丝和电源开关还要打孔，最后估计还要喷漆，想想还有好多工序，烦人。想想先不做外壳了，先把机器人内部的硬件电路搞好吧。外壳以后再慢慢弄。
   先大概介绍一下机器人硬件电路的组成部分:
   1：机器人履带驱动，是2个带减速齿轮的直流电机，左右一边一个，驱动是现成的L298模块。
   2：机器人手臂驱动，是2个模拟舵机，好多年前买的，是在别的机器人上拆下来的。
   3：机器头部俯仰，转向驱动，同上也是2个模拟舵机，转向，俯仰控制各一个。
   4：遥控接收装置，华科尔RX601，6通接收机，原来一直用在我的山寨450直升机上的，因为飞机已经2次飞掉水里了，接收都进水拆开晒干了，为了安全干脆把不用的RX1002接收换上，RX601正好安装在瓦力身上，失控也砸不到人。
   5：机器人遥控器，就是华科尔D10了，可以遥控直升机，又能控制瓦力。油门通道控制前进或者后退的速度，方向通道控制原地左转或右转，升降与副翼通道控制头部俯仰与转向。还有起落架与辅助1分别控制左右手臂上下动作。D10左边右边正好有2个旋钮，设置下遥控器就可以了。
   6：电源装置：使用现成的450直升机的3S锂电池，5V电源的产生使用网购的稳压模块。
   7：控制核心：Xilinx公司的Spartan6系列的XC6SLX9 FPGA芯片。是块完整的FPGA开发板板，留有IO扩展口，编程口，接上5V电源就能工作，板上还有好多资源没有使用，数码管，串口，按钮，AD转换芯片，SDRAM,红外遥控等，都是做实验用的。
   8：辅助设备，FPGA的IO口逻辑电压是3.3V的，RX601，L298模块，舵机模块逻辑电压都是5V的，需要转换，网购2块8路信号转换器，完成3.3V和5V之间的转换，
此外还需要T插电源接头，保险丝，电源开关，电源指示灯，排线接插件等小配件。
   以上大概就是全部硬件的情况了。此外我还有一个超声波测距模块和OV7670摄像头模块，等以后看能不能也加上去，做点简单的图像采集与处理。让瓦力自动跟踪运动目标等等，头跟踪移动目标应该挺有趣。
   现在瓦力就是个遥控机器人，控制流程大概是这样：遥控器把摇杆旋钮等控制信号传給接收机，接收机每个通道都是脉冲宽度调制信号，这些信号通过逻辑转换电路送入FPGA的管脚，FPGA的内部硬件程序解码各通道脉冲宽度调制信号，产生一个对应的数值，通过这个数值，可以再产生舵机的驱动信号。也可以产生L298模块的控制信号。
进而控制瓦力各部分运动。

   制作这个电路需要的工具：
   A:制作排线接插件，需要压线钳，杜邦插头，杜邦插头外壳，排线等
   B:焊接工具，电烙铁，焊锡丝，松香，热缩套管等
   C:测试工具，至少要个万用表，有条件示波器，逻辑分析仪。
   D:辅助工具：斜口钳，尖嘴钳，螺丝刀，打火机，手电筒，双面胶，扎带，缠线管等
      我感觉制作电路这部分工作和外壳制作与FPGA程序设计应该是最容易的，只要接对就不会出问题，按部就班把线接好焊好就OK了。之前可以在纸上先画点草图，做到心中有数。要做不少排线，特地买了把压线钳，和杜邦及2.54插头，自己就可以压线了。

FPGA程序差不多搞好了，现在就头部转向有点问题，不受遥控器副翼控制，不知道是遥控器设置问题，还是FPGA程序问题，还要查查

   这几天没事继续打磨瓦力，在侧面面板安装了一个USB充电接口，可以给小直升机电池充电，也可以给手机充电，不然航模3S锂电池电用不完要使用充电器放电。把瓦力脑袋也加工加工，应该还可以再加点东西上去，做的更像真一些，等有空再说，还拍了完整的视频，头部也可以正常活动了。原来头部不能被副翼摇杆控制转动，不是FPGA程序和遥控器设置的问题，是连接接收器与电平转换模块的线断了一条，害的我查了好几天。
以下是视频链接：FPGA版WALL-E瓦力机器人_第一部
                     FPGA版WALL-E瓦力机器人_第二部
                     FPGA版WALL_E瓦力机器人_第三部

FPGA瓦力头部运动与底盘履带悬挂极限运动视频，疯狂的瓦力呵呵，油门推到底就跑这么快，履带悬挂还有点作用，至少没有出现把履带跑掉下来的情况。
瓦力运动极限视频
履带悬挂极限视频

今天完成瓦力的最后一道工序，就是喷漆，在路边五金店买了2瓶自喷漆，一瓶灰色，一瓶黄色，只有这个颜色最相近了，也没有其它颜色可选了，先喷出来看看效果，不行以后有空再改良。弄好看点放在家里可以当静态仿真模型看。从6月16号开始买曲线锯和坦克履带以及驱动器等。到现在快2个月了，总算告一段落了。拍照片做点记录。上半年打造瓦力，下半年不知道搞点什么好?应该换个更好的工作，多挣点钱。等钱多了可以打造更复杂的东西。前段时间去德国大陆公司面试，做汽车仪表嵌入式软件，使用小日本的什么瑞萨单片机，C语言考试没有考好，英语也太烂，没有成功，到什么鸟公司都要考试，呵呵。不过这个公司在智联招聘上的招聘广告一直没有停过，估计是留不住人，或是其它什么情况，要是这样不去也好。下半年继续努力，总会找到合适的。

喷漆后的瓦力视频及照片：
喷漆后瓦力视频1：http://v.youku.com/v_show/id_XMTMwNTc2NTY0OA==.html
喷漆后瓦力视频2:http://v.youku.com/v_show/id_XMTMwNTc2NjQ4OA==.html
喷漆后瓦力照片，太新了弄破点可能会好看点：