3、探索机器人的设计与搭建指南

探索机器人的设计与搭建指南

1. 设计限制与约束

在设计机器人时，会面临诸多限制与约束。首先是套件中零件数量的限制。通常我们假设使用的是乐高MINDSTORMS EV3零售套件，虽然教育版套件的软件也适用，但零件有所不同。例如，教育版使用超声波传感器测距，还配备可充电电池组，其厚度与零售版平底电池仓不同，这会影响部分机器人的设计。

除了零件数量，还需考虑以下方面的限制：
- 机器人尺寸和重量：包括高、矮、重、轻、宽、窄、方形、圆形等。
- 天气和光照条件：如户外、室内、人造光、无光环境。
- 地面或表面条件：软、硬、湿、滑等。
- 移动要求：上、下、左、右、前、后、对角线移动。

在设计探索机器人（ExploroBot）时，有几个具体约束需要考虑：
|约束条件|具体内容|
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|隧道尺寸|机器人要进入高和宽均为18英寸的隧道，因此不能太宽或太高。|
|转弯空间|机器人在隧道中要转弯，在转弯时需有足够空间，避免撞到墙壁。理想情况下，机器人应在角落中间位置转弯。|
|地面条件|隧道表面是平坦粗糙的石头，非沙地。可使用大橡胶轮，因其能在这种表面获得良好抓地力，但湿滑表面可能导致塑料或薄轮打滑。|

以下是设计探索机器人时需考虑约束条件的流程图：

graph LR
    A[开始设计] --> B[考虑零件数量]
    B --> C[考虑其他限制因素]
    C --> D[分析隧道尺寸约束]
    C --> E[分析转弯空间约束]